信息光学复习提纲2014-1

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1、信息光学复习提纲Ch1.线性系统分析1.矩形函数：①定义②图像③作用④傅里叶变换谱函数2.sinc函数：①定义②图像③作用④不要求求其傅里叶变换谱函数3.三角函数：①定义②图像③作用④傅里叶变换谱函数4.符号函数：①定义②图像③作用④傅里叶变换谱函数5.阶跃函数：①定义②图像③作用④傅里叶变换谱函数6.圆柱函数：①定义②图像③作用④傅里叶变换谱函数7.函数：①三种定义②四大性质③作用8.梳状函数：①定义②图像③作用④傅里叶变换谱函数9.高斯函数：①定义②图像③作用④傅里叶变换谱函数10.傅里叶变换（常用傅里叶变换对）11.卷积：四

2、大步骤，两大效应12.傅里叶变换的基本性质和有关定理13.线性平移不变系统的传递函数Ch2.标量衍射理论1.标量衍射理论成立的两大条件2.平面波及球面波表达式:Aexp[ik(xcosycos)]Aik22exp[ikz]exp[(xy)]z2z3.惠更斯——菲涅耳原理：exp(ikr)U(Q)cU0(P)Kdsr4.基尔霍夫衍射理论：1a0exp(ikr0)cos(n,r)cos(n,r0)exp(ikr)U(Q)[]dsjr022rhP,Q1exp(ikr)K所以U(Q)U0(P

3、)hP,Qds令jr当光源足够远，且入射光在孔径平面上各点的入射角都不大时，cosn,r01,cosn,r1,K1.1exp(ikr)1xx02y0y02故hP,Q，rz{1[()()]}jz2zz5.菲涅耳衍射——近场衍射：exp(jkz)jk22jk22j2U(x,y)exp[(xy)]U0(x0,y0)exp[(x0y0)]exp[(xx0yy0)]dx0dy0jz2z2zz6.夫琅禾费衍射——远场衍射：exp(jkz)jk22j

4、2U(x,y)exp[(xy)]U0(x0,y0)exp[(xx0yy0)]dx0dy0jz2zz7.夫琅禾费衍射的条件及与菲涅耳衍射之比较（TBP46）8.衍射的角谱理论：（TBP41）9.透镜的傅里叶变换性质：jk22①相位变换作用：t(x,y)p(x,y)exp[(xy)]2f②透镜的傅里叶变换特性：a.物在透镜前b.物在透镜后（二次位相因子）Ch.3光学成像系统的传递函数1.衍射受限系统的点扩散函数：~~h(xx,yy)i0i022~~~~~~~~KdP(dx,dy)exp{j2[

5、(xx)x(yy)y]}dxdyiiii0i0光瞳相对于di足够大时，~~22~~h(xx,yy)Kd(xx,yy)理想情况：点物成点像ioioiioio3.相干照明下衍射受限系统的成像规律：~U(x,y)h(x,y)U(x,y)iiiiigii~~~1xiyi其中，h(x,y)F[P(dx,dy)]，U(x,y)U(,)iiiigii0MMM4.衍射受限系统的相干传递函数：H,Pd,d（坐标轴反演）ii5.菲涅耳衍射——近场衍射：exp(jkz)jk22jk22j

6、2U(x,y)exp[(xy)]U0(x0,y0)exp[(x0y0)]exp[(xx0yy0)]dx0dy0jz2z2zz6.截止频率：DD,M圆形光瞳：cocc2d2dio2a正方形光瞳不同方向的截止频率不同，45度时最大cmax)2diCh.5光学全息1.普通照相与全息照相的比较（定义）2.全息照相的核心：波前记录和再现①方法：干涉法（标准方法，即将空间相位调制→空间强度调制）②特点：全息图实际上就是一幅干涉图③分类：a物、参位置：同轴全息+离轴全息b物、图位置：菲涅耳全息图+像面全

7、息图+傅里叶变换全息图c介质厚度：平面全息图+体积全息图3.全息基本公式：(tO2)CeiCORCeiOrCORCeiOrCb0级（背景光）-1级（实像）+1级（虚像）4.菲涅耳全息图像位置坐标：11z22izzzp1r1ozzz2i2iixxxxiorpzzz1o1rpzzz2i2iiyyyyiorpzzz1o1rp1dxdyzzz横向放大率：ii2i02oM1dxdyzzzoo1or1pdzi12纵向

8、放大率：MMzdzo25.傅里叶变换全息图①定义②特点③照明与再现的两种方式，相互是独立的Ch.8空间滤波1.阿贝成像理论第1步：物体(P1)经L在透镜后焦面P2成各级衍射斑第2步：各级衍射斑在P3面相互干涉成像2.空间滤波的傅