光学信息处理教案绪论

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1、OpticalInformationProcessing光学信息处理授课教师：曹益平办公地点：基教A-119联系电话：85463879绪论FundamentalsofOpticalInformationProcessing光学信息处理的基础光信息处理的范畴光信息处理的发展历史光信息处理的特点§1.光信息处理的范畴a.光信息处理是最近60年来发展起来的一门新兴学科。它是在全息术、光学传递函数和激光的基础上，上从传统的、经典的波动光学脱颖而出入的。1948年全息术的发明，1955年光学传递函数概念的建立，1960年新型的强相干光源——激光的诞生是近代光学发展史三件大事，也是光学信息处理的基础

2、§1.光信息处理的范畴b.光信息处理是信息学科的一个重要方面组成部分。它是攻克当今信息学科中信息容量、信息传输、信息处理速度等难关的关键。也是现代光学的核心。c.光信息处理是应用光学、物理光学、计算机技术和信息学科相结合而发展起来的一门新的光学学科。§2.光信息处理的发展历史a.全息术的提出（1948年）全息照相术是由英籍匈牙利科学家丹尼斯•盖伯（DennisGabor）首先发明的。他1947年在从事电子显微镜研究中，在解决如何提高电子显微镜分辨率这一难题而萌芽的。电子显微镜分辨率的理论极限为0.4nm当时电子显微镜分辨率的实际能力为1.2nm当时晶格分析所要求的分辨率为0.2nm§2.光

3、信息处理的发展历史a.全息术的提出（1948年）原因：电子透镜的像差比光学透镜的像差大得多！1、记录一张不经任何电子透镜的由物体衍射的电子波曝光照片，使其能保持物体的振幅和位相信息——电子全息图2、用单色光照明该曝光照片，再现出了很大的放大物体像，从而解决了当时电子显微镜分辨率难题3、理论依据：光波波长比电子波长高5个数量级，再现的物体放大倍率为设想：§2.光信息处理的发展历史a.全息术的提出（1948年）解决了两个难题：1、由于像差影响分辨率提高的难题2、直接提高放大倍率来提高分辨率1、记录一张用单色光照明的由物体衍射的曝光照片，使其能保持物体的振幅和位相信息——光学全息图2、用单色光照

4、明该曝光照片，再现出了物体的像新的设想：§2.光信息处理的发展历史a.全息术的提出（1948年）1948年用大量实验验证了新的设想并正式提出1971年因此获得诺贝尔物理学奖给我们带来的启示？§2.光信息处理的发展历史b.光学传递函数的建立（1955年）40年代初达菲依克斯(Duffieux)首次将傅里叶变换引入光学，为建立光学传递函数提供了理论依据。1946年前后提出光学传递函数的概念传统的光学系统像质评价方法1、星点法2、分辨率法§2.光信息处理的发展历史b.光学传递函数的建立（1955年）1955年新的评价光学系统像质方法-光学传递函数正式被世界各国采纳试验工作历时十多年在英、美、法、

5、德、日等国展开协作，验证用光学传递函数评价光学系统像质的可行性、正确性§2.光信息处理的发展历史c.激光的诞生（1960年）各种固体、气体、半导体激光器的涌现是全息术出现新的生机1960年5月25日梅曼发明了世界上第一台激光器红宝石固体激光器LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation——Laser§2.光信息处理的发展历史d.数学中的傅氏变换与通信理论中的线性系统分析引入光学——提供方法论实现了从空域到频域，从频域到空域的有机统一把光学与通信两个不同的领域在信息学范畴内统一起来，解决了通信中的瓶颈问题§2.光信息处理的发展历史e.计算

6、机技术的发展，推动了光信息处理的发展计算全息的出现对光信息处理发展具有深刻的理论指导作用提高了速度提供了计算、分析、观测工具提高了记忆性§3.光信息处理的特点a.光信息处理具有高度并行处理的特点全息照相普通照相实时图像处理例如：§3.光信息处理的特点b.光信息处理具有大容量的特点光学方法突破了电子衍射极限，使分辨率高于光波长的10-3或更高以波长为基准光波长的离散性，使并行存储成为可能光的单色性，使存储方式发生质的飞跃推荐参考书1.J.W顾得门《傅里叶光学导论》科学出版社2.吕乃光等《傅里叶光学基本概念和习题》科学出版社3.虞祖良等《计算机全息图》清华大学出版社4.陈家璧等《光学信息技术原

7、理及应用》高教出版社5.宋菲君等《近代光信息处理》北京大学出版社6.金国藩等《激光测量学》科学出版社主要授课内容和安排第一章线性系统分析（书上第一章）第二章光学全息（书上第五章）第三章计算全息（书上第六章）第四章空间滤波（书上第八章）第五章相干光处理（书上第九章）第六章非相干光处理（书上第十章）课时安排：51学时安排考试：期中考试、期末考试作业简述光信息处理的发展历史以其主要特点。