信息光学-期末复习重点提纲-苏显渝 电子工业出版社.pdf

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1、1.十个常用函数2.卷积的定义及卷积运算的两个效应:展宽、平滑化3.函数的卷积性质:(1)任意函数与函数的卷积是其本身;f(,)*xy(,)xyfxy(,)(2)任意函数与发生某一平移的函数的卷积,则是该函数平移到脉冲函数所在的空间位置。f(,)*(xyxxyy,)fxx(,yy)00004.傅里叶变换定义jf2xgxGfedf5.系统输入和输出满足上述叠加积分关系,该系统必然是线性系统gxy,,fhxy,;,ddFagxy,,bhxyaGfx,fyxbHf,fy6.傅里叶变换定理

2、:线性定理1fxfyFgaxby,,G相似性定理ababFF-1FF-1gxy,,gxygxy,傅里叶积分定理7.xy平面上复振幅分布的角谱:8.引入角谱的概念的物理意义:有助于进一步理解复振幅分解(1)单色光波场中某一平面上的场分布可看作不同方向传播的单色平面波的叠加;(2)在叠加时各平面波成分有自己的振幅和常量相位,它们的值分别取决于角谱的模和幅角9.基尔霍夫衍射理论10.角谱理论11.透镜主要功能包括:成像和傅里叶变换12.利用透镜实现夫琅和费衍射,可以在透镜的焦平面上得到入射场的空间频谱,即实现傅里叶变换的运算。透镜为什么具有这种

3、功能呢?***根本原因在于它具有能对入射波前施加位相调制的功能,或者说是透镜的二次位相因子在起作用。13.在单色平面波照明下,无论物体位于透镜前方、后方还是紧靠透镜,在透镜的后焦面上都可以得到物体的功率谱;对于这样的照明方式,透镜后焦面常称为傅里叶变换平面或(空间)频谱面14.透镜孔径的影响:(1)有限大小的透镜孔径可能会造成物体频谱的失真,原因就在于透镜实际上是一个低通滤波器:低频成分可以通过,稍高频率成分可以部分通过,高频部分则完全被滤除。(2)因此由于透镜有限孔径的影响,后焦面上不能得到准确的物体频谱,给傅里叶变换结果带来误差,频率越高,误差越大。我们把这种现象称为渐晕效应。(

4、3)采用尽可能大的透镜孔径,或物体尽可能靠近透镜,可以减小渐晕的影响。15.任意的成像系统都可以分成三个部分,即从物面到入瞳的第一部分,从入瞳到出瞳的第二部分和从出瞳到像面的第三部分16.对于实际的透镜组,边端性质差别很大,但总可以分为两类:衍射受限系统和有像差系统。衍射受限系统是指系统可以不考虑像差的影响,仅仅考虑光瞳产生的衍射限制。它的边端性质是:物面上任一点光源发出的发散球面波投射到入瞳上,被透镜组变换为出瞳上的会聚球面波。有像差系统的边端性质是:物面上任一点光源发出的发散球面波投射到入瞳上,通过透镜组后,出瞳处的波前明显偏离理想球面波。17.18.光波传播分析方法(1)(2)

5、(3)19.波前记录的方法——干涉法通过已知参考光与物光波在探测区域进行干涉,使原物光波的位相信息转换成干涉场的光强变化信息,从而可用探测器或记录介质探测或记录下来。干涉的充要条件:参考光与物光波的①波长相同;②有固定的初始位相;③振动方向相同。干涉的必要条件:参考光与物光波①必须相遇;②振幅要相近。20.波前的再现方法——相干光波的衍射21.几种常用的全息图:22.例题:在傅里叶变换全息图中透镜焦距为100mm,如果要用λ=0.6um的激光正确记录一个6012大小的物体的傅里叶全息图,1)点参考光源应如何放置?2)此时要求纪录的分辨率为多少?3)如果用600线/mm的全息干板能否

6、准确记录?23.解:由于物体的长宽不一样,因此点光源放置有两种情况:一种是放置在y方向;一种是放置在x方向。3b1218mm24.1)当点光源放置在y方向。2325.当点光源放置在x方向。b6090mm226.27.28.29.计算全息的制作与再现步骤:30.1)抽样:得到物体或波面再离散点上的值2)计算:计算物光波在全息平面上的光场分布3)编码:把全息平面上段沟振幅分布编码成全息图的透过率函数4)成图:在计算机控制下,将全息图的透过率函数在成图设备上成图,如果分辨率不够,在经光学缩版得到实用全息图5)再现:与光学全息再现一样31.计算全息的两个必要条件:(1)物函数经过

7、抽样,其抽样间隔应满足抽样定理,以避免频率混叠现象。(2)计算全息的再现应选择适当的空间滤波器,才能恢复出所需物光波前。32.信息量的概念:(1)信息量与物体的空间尺寸有关;(2)信息量与物体的频率成分有关;(3)用空间带宽乘积来表征信息量的大小。即:信息量频率宽度空间宽度33.信号的调制与解调。调制:采用一定手段将一连续信号经抽样离散后按某一规则进行数值化编码的过程,称为调制。调制的目的:便于存储、便于记忆、便于计算、便于传输。解调:从调制信号中提取

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