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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划阿贝成像原理和空间滤波实验报告数据 首都师范大学 物理实验报告 班级09级1班组别1组 姓名巩辰学号 日期3月1日指导教师 【实验题目】阿贝成像原理和空间滤波 【实验目的】 1.了解透镜孔径对成像的影响和简单的空间滤波； 2.掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴； 3.验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频率、空间频谱和空间滤波概念的理解； 4.初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用. 【实验仪器
2、与用具】 GP-78光具座JSQ-250氦氖激光器及电源物 透镜×3光阑片 【实验原理】 1、关于傅里叶光学变换 设有一个空间二维函数g?x,y?，其二维傅里叶变换为： G?fx,fy??F?g?x,y?????g?x,y?exp?i2??fxx?fyy?dxdy目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 ??? 式中fx、fy分别为x、y方
3、向的空间频率，g?x,y?是Gfx,fy的逆傅里叶变换，即：?? g(x,y)?F?1G?fx,fy????G?fx,fy?expi2??fxx?fyy?dfxdfy ????? 该式表示：任意一个空间函数g?x,y?可表示为无穷多个基元函数expi2?fxx?fyy的线性叠加。Gfx,fydfxdfy是相应于空间频率为fx、fy的基元函数的权重，Gfx,fy称为g?x,y?的空间频谱。 理论上可以证明，对在焦距为f的会聚透镜的前焦面上放一振幅透过率为g?x,y?的图像作为物，并用波长为?的单色平面波垂直照明，则在透镜后焦面?x?,y??上的
4、复振幅分布???????? 首都师范大学 物理实验报告 就是g?x,y?的傅里叶变换Gfx,fy，其中空间频率fx、fy与坐标x?、y?的关系为：?? x??f??x?f???y?f?y??f? 故?x?,y??面称为频谱面，由此可见，复杂的二维傅里叶变换可以用一透镜来实现，称为光学傅里叶变换，频谱面上的光强分布，也就是物的夫琅禾费衍射图。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业
5、人员的业务技能及个人素质的培训计划 2、关于阿贝成像原理 阿贝在1873年提出了相干光照明下显微镜的成像原理。他认为，在相干光照明下，显微镜的成像可分为两个步骤：第一步是通过物的衍射光在物镜的后焦面上形成一个衍射图；第二步是物镜后焦面上的衍射图复合为像，这个像可以通过目镜观察到。成像的这两个步骤本质上就是两次傅里叶变换。第一步把物面光场的空间分布g?x,y?变为频谱面上空间频率分布Gfx,fy，第二步则是再作一次变换，又将Gfx,fy还原到空间分布g?x,y?。 图6-3-1显示了成像的两个步骤。我们假设物是一个一维光栅，单色平行光垂直照在光栅
6、上，经衍射分解成为不同方向的很多束平行光，经过物镜分别聚焦在后焦面上形成点阵。然后代表不同空间频率的光束又重新在像面上复合而成像。 ????目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 如果这两次变换完全是理想的，即信息没有任何损失，则像和物应完全相似，但一般说来像和物不可能完全相似，这是由于透镜的孔径是有限的，总有一部分衍射角度较大的高次成分不能进入到物
7、镜而被丢弃了，所以像的信息总是比物的信息要少一些。高频信息主要反映了物的细节，如果高频信息受到了孔径的限制而不能达到像平面，则无论显微镜有多大的放大倍数，也不可能在像平面上显示出这些高频信息所反映的细节，这是显微镜分辨率受到限制的根本原因。特别是当物的结构非常精细或物镜孔径非常小时，有可能只有０级衍射能通过，则在像平面上完全不能形成像． 3、空间滤波 根据上面讨论，透镜成像过程可看作是两次傅里叶变换，即从空间函数g?x,y?变为频谱函数Gfx,fy，再变回到空间函数g?x,y?。显然如果我们在频谱面上放一些不同结构的光阑，以提取某些频段的物信息，
8、则必然使像面上的图像发生相应的变化，这样的图像处理称为空间滤波，频谱面上这种光阑称为滤波器。滤波器使频谱面上
