光信息处理(信息光学)

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1、光信息处理（信息光学）复习提纲第一章线性系统分析1．空间频率的定义是什么？如何理解空间频率的标量性和矢量性？2．空间频率分量的定义及表达式？3．平面波的表达式和球面波的表达式？4．相干照明下物函数复振幅的表示式及物理意义？5．非相干照明下物光强分布的表示式及物理意义？6．线性系统的定义7．线性系统的脉冲响应的表示式及其作用8．何谓线性不变系统9．卷积的物理意义10．线性不变系统的传递函数及其意义11．线性不变系统的本征函数第二章标量衍射理论1．衍射的定义2．惠更斯-菲涅耳原理3．衍射的基尔霍夫公式及其线性表示4．菲涅耳衍射公式及其近似条件5．菲涅耳衍射与

2、傅立叶变换的关系6．会聚球面波照明下的菲涅耳衍射7．夫琅和费衍射公式8．夫琅和费衍射的条件及范围9．夫琅和费衍射与傅立叶变换的关系10．矩形孔的夫琅和费衍射11．圆孔的夫琅和费衍射（贝塞尔函数的计算方面不做要求）12．透镜的位相变换函数13．透镜焦距的判别14．物体位于透镜各个部位的变换作用15．几种典型的傅立叶变换光路第三章光学成象系统的传递函数1．透镜的脉冲响应2．相干传递函数与光瞳函数的关系3．会求几种光瞳的截止频率4．强度脉冲响应的定义5．非相干照明系统的物象关系6．光学传递函数的公式及求解方法7．会求几种情况的光学传递函数及截止频率第五章光学全

3、息1．试列出全息照相与普通照相的区别2．简述全息照相的基本原理3．试画出拍摄三维全息的光路图4．基元全息图的分类5．结合试验谈谈做全息实验应注意什么（没做过实验，只谈一些理论性的注意方面）6．全息照相为什么要防震，有那些防震措施，其依据是什么7．如何检测全息系统是否合格8．全息照相的基本公式9．全息中的物像公式及解题（重点）复习第一章线性系统分析1．空间频率的定义是什么？如何理解空间频率的标量性和矢量性？时间量　空间量　时间角频率　　　空间角频率其中：----时间频率　其中：---空间频率T----时间周期　-----空间周期物理意义：由图1.7.3知：

4、（设光在平面内传播，），又∵联立得：讨论：①当时，表示沿正方向传播；②标量性，当↗时，↘→↘→↗当↘时，↗→↗→↘③标量性与矢量性的联系条纹密↘→↗→↘→↗条纹疏↗→↘→↗→↘2．空间频率分量的定义及表达式？代入复振幅表达式：式中：，，3．平面波的表达式和球面波的表达式？平面波球面波近轴时若球面波中心不在坐标原点，上式改为：4．相干照明下物函数复振幅的表示式及物理意义？设为一物函数的复振幅，其傅氏变换对为可见：物函数可以看作由无数振幅不同方向不同的平面波相干迭加而成。5．非相干照明下物光强分布的表示式及物理意义？设为非相干照明下的物函数（强度分布），其傅

5、氏变换为：……（推导略）物理意义：非相干光照明下的光强分布，可以分解成无数不同取向，不同空间频率，不同幅值的余弦形式的强度分布，即可以分解成无数对幅值各自相同，方向对称的平面波。6．线性系统的定义线性系统：若对所有的输入函数和和复常数，输出满足下列关系式：，则称系统为线性系统。7．线性系统的脉冲响应的表示式及其作用设为一线性系统的输入函数，可以将其看作为xy平面上不同位置出的许多函数的线性组合。即：通过线性系统后，其输出函数为：式中：称为系统的脉冲响应。表示在系统的输出平面（x2,y2）点处，由系统的输出平面上坐标为点的函数所激励的响应。上式表明：线性系

6、统的性质完全由脉冲响应函数来决定，对于已知的系统，任何输入函数所对应的输出函数都可以用上述积分求出。物理意义：对于一个线性成像系统，只要知道了物场中各点的像，则任何物的像便可求出。8．何谓线性不变系统线性不变系统：时间不变系统（电子学信号）空间不变系统（光学物）①时间不变系统：不同时间输入同一信号，其输出信号（函数）形式不变。即对于相同的输入信号，其输出信号不随输入时间的改变而改变。②空间不变系统：不因人站的位置不同而使象有所改变，站在中间的人和两旁的人，拍出来的象都不变形（失真）(1)线性不变系统的定义。输入，通过系统后，其输出为即：如果有一位移，其输

7、出的函数形式不变即：则该系统称为不变系统。9．卷积的物理意义10．线性不变系统的传递函数及其意义11．线性不变系统的本征函数数学基础之有用公式：付氏变换性质：（1）线性定理（2）伸缩定理（3）平移定理（4）对称定理（5）积分定理（6）积定理如果：则：常用的傅里叶变换对（1）函数的变换函数的筛选性质：（2）常数的变换同理（3）的变换（4）的变换根据变换的变换则（5）的变换解：（6）的变换（矩形函数）证：（7）的变换证：（8）的变换，（三角函数）（9）梳状函数的傅里叶变换，P10页信息光学常用函数三角函数矩形函数辛柯函数阶跃函数符号函数函数梳状函数e指数和三

8、角函数的关系——欧拉公式第二章标量衍射理论1．衍射的定义现代定义：光波在传播过