光信息处理(2011)复习提纲

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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

2、耳衍射公式及其近似条件5．菲涅耳衍射与傅立叶变换的关系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．会求矩形和圆形光瞳的截止频率4．强度脉冲响应的定义5．非相干照明系统的物象关系6

3、．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（记录和再现）的基本公式9．菲涅尔全息照相中的物像公式及计算（重点）第八章1．何谓阿贝成像理论2．空间滤波的实验及结果3．空间滤波的基本系统4．空间滤波器的分

4、类与制作方法复习一、线性系统分析理论基础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：（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

5、？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

6、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

7、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

8、：（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页光信息处理常用函数三