阿贝成像原理实验报告
阿贝成像原理和空间滤波实验报告
阿贝成像原理和空间滤波实验报告阿贝成像原理和空间滤波实验报告引言：阿贝成像原理是一种常用于光学显微镜的成像原理，它通过对样本的光学信息进行收集和处理，使我们能够观察到微小的细胞结构和微生物。
而空间滤波则是一种用于图像处理的技术，通过对图像的频谱进行调整，可以改善图像的质量和细节。
实验目的：本实验旨在通过阿贝成像原理和空间滤波技术，对显微镜下的样本进行观察和图像处理，以提高图像的清晰度和对细节的分辨。
实验器材：1. 光学显微镜：用于观察样本。
2. 样本：可选择植物组织或昆虫标本等。
3. 数字相机：用于拍摄显微镜下的图像。
4. 图像处理软件：用于对图像进行空间滤波处理。
实验步骤：1. 准备样本：选择一片植物组织或昆虫标本，将其放置在显微镜的载物台上。
2. 调整显微镜：使用显微镜的目镜和物镜，调整焦距和放大倍数，以获得清晰的图像。
3. 观察样本：通过显微镜的目镜观察样本，调整物镜的焦距和位置，以获得最佳的观察效果。
4. 拍摄图像：将数字相机与显微镜相连，通过相机拍摄显微镜下的图像，保存为数字图像文件。
5. 图像处理：将保存的数字图像文件导入图像处理软件中，使用空间滤波技术对图像进行处理，以提高图像的质量和细节。
6. 比较结果：将处理后的图像与原始图像进行比较，观察处理效果的差异。
实验结果：经过空间滤波处理后，图像的清晰度和细节得到了明显的改善。
原始图像中模糊的细胞结构和微生物轮廓变得更加清晰可见，细胞核和细胞器的形状和位置也更加明确。
此外，空间滤波还能够去除图像中的噪声和干扰，使得图像的背景更加干净和均匀。
讨论与分析：阿贝成像原理和空间滤波技术的应用使得显微镜成像的质量得到了显著提高。
阿贝成像原理通过改变物镜的焦距和位置，使得样本的光学信息能够被有效地收集和放大，从而获得清晰的图像。
而空间滤波技术则通过调整图像的频谱，去除噪声和干扰，提高图像的质量和细节。
这两种技术的结合应用，使得我们能够更好地观察和研究微小的细胞结构和微生物。
阿贝成像原理和空间滤波实验报告
实验二 阿贝成像原理和空间滤波实验1． 引言阿贝所提出的显微镜成像的原理以及随后的阿—波特实验在傅里叶光学早期发展历史上具有重要的地位。
这些实验简单而且漂亮，对相干光成像的机理、对频谱的分析和综合的原理做出了深刻的解释。
同时，这种用简单模板做滤波的方法，直到今天，在图像处理中仍然有广泛的应用价值。
1．1 实验目的和意义1）.加强对傅里叶光学中有关空间频率、空间频谱和空间滤波等概念的理解。
2）.用一个带有蓝天白云还有城楼的光栅进行空间滤波和图像再现，熟悉空间滤波的光路及空间滤波的原理。
2． 系统概述2．1 系统原理1）.二维傅里叶变换设有一个空间二维函数),(y x g ，其二维傅里叶变换为=),(y x f f G F [][]d xdy y f x f i y x g y x g y x ⎰⎰∞∞-+-=)(2exp ),(),(π （1）式中y x f f ,分别为x,y 方向的空间频率，其量纲为L -1，而),(y x g 又是),(y x f f G 的逆傅里叶变换，即=),(y x g F -1[]=),(y x f f G []y x y x y x df df y f x f i f f G ⎰⎰∞∞-+)(2exp ),(π （2） 式（2）表示任意一个空金函数),(y x g ，可以表示为无穷多个基元函数[])(2ex p y f x f i y x +π的线性叠加，),(y x f f G y x df df 是相应于空间频率为y x f f ,的基元函数的权重，),(y x f f G 称为),(y x g 的空间频率。
当),(y x g 是一个空间周期性函数时，其空间频率是不连续的离散函数。
2）.光学傅里叶变换理论证明，如果在焦距为F 的会聚透镜的前焦面上放一振幅透过率为),(y x g 的图象作为物，并以波长为λ的单色平面波垂照明图象，则在透镜后焦面（x ',y '）上的振幅分布就是),(y x g 的傅里叶变换),(y x f f G ，其中y x f f ,与坐标x ',y '的关系为Fy f F x f Y x λλ','== （3） 图 1 故x '—y '面称为频谱面（或傅氏面），见图1，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则为2),(y x f f G ，称为频谱，也就是物的夫琅禾费衍射图。
阿贝成像原理和空间滤波实验报告
实验二 阿贝成像原理和空间滤波实验1．引言阿贝所提出的显微镜成像的原理以及随后的阿—波特实验在傅里叶光学早期发展历史上具有重要的地位。
这些实验简单而且漂亮，对相干光成像的机理、对频谱的分析和综合的原理做出了深刻的解释。
同时，这种用简单模板做滤波的方法，直到今天，在图像处理中仍然有广泛的应用价值。
1．1实验目的和意义1）.加强对傅里叶光学中有关空间频率、空间频谱和空间滤波等概念的理解。
2）.用一个带有蓝天白云还有城楼的光栅进行空间滤波和图像再现，熟悉空间滤波的光路及空间滤波的原理。
2．系统概述2．1 系统原理1）.二维傅里叶变换设有一个空间二维函数，其二维傅里叶变换为),(y x g F （1）=),(y x f f G [][]d xdy y f x f i y x g y x g y x ⎰⎰∞∞-+-=)(2exp ),(),(π式中分别为x,y 方向的空间频率，其量纲为L -1，而又是y x f f ,),(y x g 的逆傅里叶变换，即),(y x f f G F -1 （2）=),(y x g []=),(y x f f G []y x y x y x df df y f x f i f f G ⎰⎰∞∞-+)(2exp ),(π式（2）表示任意一个空金函数，可以表示为无穷多个基元函数),(y x g 的线性叠加，是相应于空间频率为的基[])(2exp y f x f i y x +π),(y x f f G y x df df y x f f ,元函数的权重，称为的空间频率。
),(y x f f G ),(y x g 当是一个空间周期性函数时，其空间频率是不连续的离散函数。
),(y x g 2）.光学傅里叶变换理论证明，如果在焦距为F 的会聚透镜的前焦面上放一振幅透过率为的图象作为物，并以波长为λ的单色平面波垂照明图象，则在透镜后焦),(y x g 面（,）上的振幅分布就是x 'y '的傅里叶变换，其中),(y x g ),(y x f f G 与坐标,的关系为y x f f ,x 'y ' （3） F y f F x f Y x λλ','==图 1故—面称为频谱面（或傅氏面），见图1，由此可见，复杂的二维傅里x 'y '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则为，称为频谱，也就是物的夫琅禾费衍射图。
[阿贝成像原理]阿贝成像原理与空间滤波实验报告
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[阿贝成像原理]阿贝成像原理与空间滤波实验报告篇一: 阿贝成像原理与空间滤波实验报告阿贝成像原理和空间滤波1．了解阿贝成像原理，懂得透镜孔径对成像的影响．2．了解透镜的傅里叶变换功能及空间频谱的概念．3．了解两种简单的空间滤波．4．掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴．光具座，氦氖激光器，溴钨灯及直流电源，薄透镜若干，可变狭缝光阑，可变圆孔光?调制用光阑，阑，光栅，光学物屏，游标卡尺，白屏，平面镜．阿贝在1873年为德国蔡斯工厂改进显微镜时发现，大孔径的物镜能导致较高的分辨率，这是因为较大的孔径可以收集全部衍射光，这些衍射光到达像平面时相干叠加出较细的细节．例如，用一定空间频率的光栅作为物，并且用单色光加以照明，物后的衍射光到达透镜时，当O级与?1级衍射光到达像平面时，相干叠加成干涉条纹，就是光栅的像；如果单色光波长较长或者L孔径小，只接收了零级光而把?1级光挡去，那么到达像平面上的只有零级光，就没有条纹出现，我们说像中缺少了这种细节．根据光栅方程，d??sin?1?sin?不难算出，物体上细节d能得以在像平面有反映的限制为?为透镜半径对物点所张的角．换句话说，可分辨的空间频率为d?物平面上细节越细微、即空间频率越高，其后衍射光的角度就越大，更不可能通过透镜的有限孔径到达像平面，当然图像就没有这些细节．透镜就成像光束所携带的空间f截?sin?频率而言，是低通滤波器，其截止频率就是式所示的，?．瑞利在1896年认为物平面每一点都发出球面波，各点发出的波在透镜孔径上衍射，到达像面时成为爱里斑，并给出分辨两个点物所成两个模糊像——两个爱里斑的判据．其实阿贝与瑞利两种方法是等价的．波特在1906年把一个细网格作物，但他在透镜的焦平面上设置一些孔式屏对焦平面上的衍射亮点进行阻挡或允许通过时，sin?得到了许多不同的图像．设焦平面上坐标为?，那么?与空间频率?sin?相应关系为?fsin??tgf，f为焦距，)．焦平面中央亮点对应的是物平面上总，焦平面上离中央亮点较近的光强反映物平面上频率较低的光栅调制度．1934年译尼克在焦平面中央设置一块面积很小的相移板，使直?流分量产生2位相变化，从而使生物标本中的透明物质不须染色变成明暗图像，因而可研究活的细胞，这种显微镜称为相衬显微镜．为此他在1993年获得诺贝尔奖．在20世纪50年代，通信理论中常用的傅里叶变换被引入光学，60年代激光出现后又提供了相干光源，一种新观点与新技术就此发展起来．物的内容中如含周期性结构，可以看成是各种频率的光栅组合而成，用数学语言讲就是把物展开成空间的傅里叶级数．如物的内容不是周期性的，在数学上就要作傅里叶变换，在物理上可由透镜来实现．可以证明，由于透镜作为位相变换器能把平面波转换为球面波，当单色平面波照射在透明片上[其振幅透射率为f]时，如图1中光路所示，透镜后焦平面上光场复振幅分布即为其傅里叶变换ffe?i2?dxdy图1uf，vf，实际上这也就是t的夫琅和费衍射．当t不在透镜前焦面上式中时，后焦面上仍为其傅里叶变换，但要乘上位相弯曲因子．当入射的不是平面波，而是球面波，则在入射波经透镜后形成的会聚点所在平面上也是傅里叶变换，只是也附加上了位相弯曲因子．傅里叶变换的例子如?函数?1，1??函数，rect函数?sinc函数及许多性质的标度、卷积定理都可以由此在物理上演示出来．如图2所示，在透镜后再设一透镜，则在Q面上的复振幅分布又经过一次傅里叶变换，fQ?Fei2d?d??fP物函数的倒置也就是f的像．前述在平面波照射下在前焦平面上的f时，在2照明光会聚点有其傅里叶变换，但要加上位相弯曲因子，该位相弯曲相当于会聚球面波照在傅里叶变换上，到达该球面波会聚点所在平面Q时，也是完成第二次傅里叶变换，只是标度有变化，即像是放大或缩小的．因此从波动光学的观点来看，正是透镜的傅里叶变换功能造成了其成像的功能．这样，就用波动光学的观点叙述了成像过程．这不但说明了几何光学已经说明的透镜成像功能，而且还预示了在频谱平面上设置滤波器可以改变图像的结构，这后者是无法用几何光学来解释的．前述相衬显微镜即是空间滤波的一个成功例子．除了下面实验中的低通滤波、方向滤波及?调制等较简单的滤波特例外，还进行特征识别、图像合成、模糊图像复原等较复杂的光学信息处理．因此透镜的傅里叶变换功能的涵义比其成像功能更深刻、更广泛．图2共轴调节．首先，要调激光束平行于光具座，并位于光具座正上方，把屏Q插在光具座滑块上，并移近激光架LS，把LS作上下、左右移动，使光束偏离O，调节LS的俯仰及侧转，使光束又穿过小孔；再把Q推至LS边上，反复调节，直到Q在光具座平移时激光束均穿过O为圆心的孔，以后就不再需要改变LS的位置。
阿贝成像原理实验研究报告
佛山科学技术学院实验报告课程名称近代物理实验实验项目阿贝成像原理和空间滤波专业班级10 物师姓名邓新炬学号2010284102 仪器组号指导教师_______ 成绩日期2013年月日一.实验目地1. 了解透镜孔径对成像地影响和简单地空间滤波；2. 掌握在相干光条件下调节多透镜系统地共轴；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地理解;4. 初步了解简单地空间滤波在光信息处理中地实际应用二.实验仪器GP-78光具座JSQ-250氦氖激光器及电源物(光栅)透镜X3 (f=15mm、f=70mm、f=225mm ) 光阑片.三实验原理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 f x,f y 二F©x,y I- g x,y expLi2「f x X f y y dxdyQO式中f x、f y分别为x、y方向地空间频率，g x,y是G f x, f y地逆傅里叶变换，即：g(x, y)二F ' G f x, f y L G f x, f y expi2： f x X f y y df x df y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exp&2二f x x • f y y】地线性叠加.G f x, f y df x df y是相应于空间频率为f x、f y地基元函数地权重，G f x, f y称为g x, y地空间频谱.理论上可以证明，对在焦距为f地会聚透镜地前焦面上放一振幅透过率为g x, y地图像作为物，并用波长为■地单色平面波垂直照明，则在透镜后焦面x,y上地复振幅分布就是g x, y地傅里叶变换G f x, f y，其中空间频率f x、f y与坐标X、y地关系为：f xfy2、关于阿贝成像原理成像地这两个步骤本质上就是两次傅里叶变换.第一步把物面光场地空间分布g x, y 变为频谱面上空间频率分布G f x, f y，第二步则是再作一次变换，又将G f x,f y还原到空间分布g x, y .b5E2RGbCAP3、空间滤波 空间函数gx, y 变为频谱函数G fx, fy，再变回到空间函数gx, y （忽略放大率） 显然如果我们在频谱面（即透镜地后焦面）上放一些不同结构地光阑，以提取（或摒弃）某 些频段地物信息，则必然使像面上地图像发生相应地变化，这样地图像处理称为空间滤波， 频谱面上这种光阑称为滤波器•滤波器使频谱面上一个或一部分频率分量通过，而挡住其它频率分量，从而改变了像面上图像地频率成分 •例如光轴上地圆孔光栏可以作为一个低通滤波器，而圆屏就可以用作为高通滤波器.plEanqFDPw像面阖贝成像原理实验光路四实验步骤 1实验光路调节在光具座上将小圆孔光阑靠近激光管地输出端，上下左右调节激光管，使激光束能穿 过小孔；然后移远小孔，如光束偏离光阑，调节激光管地仰俯，再使激光能穿过小孔，重新 将光阑移近，反复调节，直至小孔光阑在光具座上平移时， 激光束能通过小孔光阑.DXDiTa9E3d2、 阿贝成像原理实验如实验光路图在物平面上放上一维光栅， 用激光器发出地细锐光束垂直照到光栅上，用一短焦距薄透镜（6~10cm ）组装一个放大地成像系统，调节透镜位置，使光栅狭缝清晰地成 像在像平面屏上，那么在频谱面上地衍射点如图所示 .在频谱面上放上可调狭缝或滤波模板，使通过地衍射点如下图所示： （a ）全部；（b ）零级；（c ）零和二1级；分别记录图片信息.RTCrpUDGiT3、 阿贝一波特实验（方向滤波）（1） 光路不变，将一维光栅地物换成二维正交光栅，在频谱面上可以观察到二维分立 地光点阵（频谱），像面上可以看到放大了地正交光栅像，测出像面上地网格间距.5PCzVD7HxA（2） 在频谱面放上可旋转狭缝光阑（方向滤波器） ，在下述情况：（a ）只让光轴上水平Hi S-3-1 阿現咸憧理论磚氏面地一行频谱分量通过；（b）只让光轴上垂直地一行频谱分量通过；（c）只让光轴上45°地一行频谱分量通过•记录像面上地图像变化、像面上条纹间距，并做出适当地解释j LBHmAILg 五实验数据和数据处理1. 1解释阿贝成像实验a全部b零级c 45° 角（0、土1级）傅氏面上通过地衍射像面图像记录分析2解释阿贝-波特实验a全部c左斜线d横线e竖线在频谱面上放上可调狭缝或滤波模板，挡去频谱某些空间地频率成分，则会使像发生变化3空间滤波像屏上出现一放大倒立红色“光”字六实验结果实验结果如上•不同角度地傅叶面通过地衍射成像信息不同七实验分析通过该实验，我收获很大，特别是在调节光路时，要细心，同时还要耐性•要认真分析成像地原因•版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理版权为个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is pers onal own ership. XHAQX74JOX 用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.LDAYtRyKfEUsers may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the legitimate rights of this website and its releva nt obligees. In additi on, when any content or service of this article is used for other purposes, writte n permissi on and remun erati on shall be obta ined from the pers on concerned and the releva nt obligee. zzz6ZB2Ltk转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改,个人收集整理仅供参考学习并自负版权等法律责任.dvzfvkwMI1Reproducti on or quotatio n of the content of this articlemust be reas on able and good-faith citati on for the use of n ews or in formative public free in formatio n. It shall notmisinterpret or modify the original intention of the contentof this article, and shall bear legal liability such ascopyright. rqyn14ZNXI11 /10。
【精品】阿贝成像原理报告
【精品】阿贝成像原理报告阿贝成像原理是一种用于光学显微镜成像的技术，被广泛应用于生物医学等领域。
本报告将介绍阿贝成像原理及其应用。
一、阿贝成像原理阿贝成像原理是指使用光学显微镜观察物体时，为了保持清晰的成像，需要对光经过样品后的像差进行校正，以使成像质量最优。
这个过程叫做阿贝成像校正。
在物体被观察时，光线经过样品被散射和折射，产生像差（spherical aberration）。
这会导致光线无法在焦点上汇聚，从而使图像模糊不清。
阿贝成像校正通过在光路中插入适当的透镜或光阑，对光路进行调节，以消除或减小像差，从而实现更好的成像效果。
阿贝成像原理的本质是在确立样品与物镜之间的最佳像距时进行像差校正。
样品离物镜越远，则透镜需要的等效物距就越大；逆之，则透镜需要的等效物距就越小。
阿贝成像校正通常使用阿贝透镜（Abbe condenser）进行，它可以根据物镜的数值孔径设置适当的光学系统，以调整光路中的像差。
阿贝成像原理的应用范围广泛，主要用于光学显微镜成像，特别是体细胞和组织结构的成像。
在生物医学研究中，它被用于分析核酸、蛋白质和细胞的结构，以及研究基因表达和功能。
除此之外，阿贝成像原理还可以被用于调整激光器的焦距，并校准显微镜成像的分辨率。
例如，在激光切割技术中，阿贝成像原理被用来矫正激光光斑的位置和形状，以保证精密切割的准确性和一致性。
此外，阿贝成像原理也被广泛应用于天文学领域，在望远镜的观测中用于校正大气干扰和天体像差。
三、结论阿贝成像原理是一种重要的光学原理，它在生物医学研究和其他领域中广泛应用。
通过校正像差，阿贝成像原理可以提高成像质量，使图像更加清晰和准确。
在未来，随着光学技术的不断发展，阿贝成像原理将继续发挥其重要作用，并推动生物医学研究以及其他领域的进步。
阿贝成像原理和空间滤波
北京航空航天大学实验报告实验名称：E 09 阿贝成像原理和空间滤波数据记录及处理和试验现象及解释： （1）阿贝成像原理试验： ① 求相应空间频率：He-Ne 激光器波长λ=632.8nm ，透镜F=250mm ，x fξ'=,将实验数据带入下表：② 在频谱面上放置各种滤波器，成像变化特点及相应解释：③ 测量二维光栅像面上x '，y '方向光栅条纹间距：像面上沿x '方向条纹间距△x '=2.0mm ，y '方向光栅条纹间距△y '=2.0mm ④ 在屏谱面图上依次放置不同小孔及不同取向光阑，观察像面变化 综上所述：从所得到的实验结果可以看出，对像中某一方向结构有贡献的是与该方向垂直的频谱。
学号：38270104 姓名：王文征 日期：4月10日晚同组者：刘思沂指导老师：段亚飞评分：（2）高低通滤波：①将物面换上3号样品，则在像面上出现带网格的“光”字。
②用白屏观察焦面上物的空间频谱。
光栅为一周期性函数，其频谱是有规律排列的分立点阵。
而字迹不是周期性函数，它的频谱是连续的，一般不易看清。
由于光字笔画较粗，空间低频成分较多，因此频谱面的光轴附近只有光字信息而没有网格信息，由于仅保留了离轴较近的低频成份，因而图像细结构消失。
③将3号滤波器（φ=1mm 的圆孔光阑）放在后焦面的光轴上，出现“光”字，网格信息消失，亮度较暗。
换上4号滤波器（φ=0.4mm的圆孔光阑）,光字更暗。
④将频谱面上光阑作一平移，使不在光轴上的一衍射点通过光阑，发现越偏离光轴图像越暗。
换上4号样品，使之成像。
然后在后焦面上放上5号滤波器，发现未放之前出现红色十字，放上5号滤波器后“十”字中间变暗，四周轮廓也较为清晰，它阻挡低频分量而允许高频成份通过，可以实现图像的衬度反转或边缘增强，所以图像轮廓明显。
（3）θ调制试验：衍射频上花、叶、背景的光栅走向蓝（背景）红（花）绿（叶）利用阿贝成像实验中的结论，对像中某一方向结构有贡献的是与该方向垂直的频谱。
阿贝成像原理和空间滤波实验报告
实验二阿贝成像原理和空间滤波实验1．引言阿贝所提出的显微镜成像的原理以及随后的阿—波特实验在傅里叶光学早期发展历史上具有重要的地位。
这些实验简单而且漂亮，对相干光成像的机理、对频谱的分析和综合的原理做出了深刻的解释。
同时，这种用简单模板做滤波的方法，直到今天，在图像处理中仍然有广泛的应用价值。
1．1实验目的和意义1）.加强对傅里叶光学中有关空间频率、空间频谱和空间滤波等概念的理解。
2）.用一个带有蓝天白云还有城楼的光栅进行空间滤波和图像再现，熟悉空间滤波的光路及空间滤波的原理。
2．系统概述2．1 系统原理二维傅里叶变换）.1设有一个空间二维函数，其二维傅里叶变换为)yg(x,??????dxdyfy)i2x(f,y)g?(x,y)exp??xg(（1F）???f,)G(f yxyx??-1f,fG(f,f)的又是式中，而分别为x,y方向的空间频率，其量纲为L)y,g(x yxyx逆傅里叶变换，即 ??????),fG(f?-1dfdf(fx?fyfG(f,)exp)i2?? F）2 （?y),(gx yx yyyxxx??式（2）表示任意一个空金函数，可以表示为无穷多个基元函数)x,y(g???dfy)df2(fx?fpexi的基元的线性叠加，是相应于空间频率为ff,)G(ff,yxyxyyxx函数的权重，称为的空间频率。
)(f,fG)y,x(g yx当是一个空间周期性函数时，其空间频率是不连续的离散函数。
)x,yg(2）.光学傅里叶变换理论证明，如果在焦距为F的会聚透镜的前焦面上放一振幅透过率为g(x,y)的图象作为物，并以波长为λ的单色平面焦镜后象图，则在透面波垂照明??的傅,（）上的振幅分布就是y x),yg(x标与坐，变换其中里叶f,f),fG(f yxyx??的关系为,y x''yx 3 （）?f?f, 1 图Yx??FF??，由此可见，复杂的二维傅里1面称为频谱面（或傅氏面）故—，见图y x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则为2，称为频谱，也就是物的夫琅禾费衍射图。
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佛山科学技术学院
实验报告
课程名称近代物理实验实验项目阿贝成像原理和空间滤波
专业班级 10物师姓名邓新炬学号 02 仪器组号
指导教师朱星成绩日期 2013年月日
2、关于阿贝成像原理
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()y x g ,变为频谱面上空间频率分布()
y x f f G ,，第二步则是再作一次变换，又将()
y x f f G ,还原到空间分布()y x g ,。
3、空间滤波
空间函数变为频谱函数，再变回到空间函数（忽略放大率）。
显然如果我们在频谱面（即透镜的后焦面）上放一些不同结构的光阑，以提取（或摒弃）某些频段的物信息，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。
滤波器使频谱面上一个或一部分频率分量通过，而挡住其它频率分量，从而改变了像面上图像的频率成分。
例如光轴上的圆孔光栏可以作为一个低通滤波器，而圆屏就可以用作为高通滤波器。
四 实验步骤 1、实验光路调节
在光具座上将小圆孔光阑靠近激光管的输出端，上下左右调节激光管，使激光束能穿过小孔；然后移远小孔，如光束偏离光阑，调节激光管的仰俯，再使激光能穿过小孔，重新将光阑移近，反复调节，直至小孔光阑在光具座上平移时，激光束能通过小孔光阑。
2、阿贝成像原理实验
如实验光路图在物平面上放上一维光栅，用激光器发出的细锐光束垂直照到光栅上，用一短焦距薄透镜（6~10cm ）组装一个放大的成像系统，调节透镜位置，使光栅狭缝清晰地成像在像平面屏上，那么在频谱面上的衍射点如图所示。
在频谱面上放上可调狭缝或滤波模板，使通过的衍射点如下图所示：（a ）全部；（b ）零级；（c ）零和±1级；分别记录图片信息。
3、阿贝一波特实验（方向滤波）
（1）光路不变，将一维光栅的物换成二维正交光栅，在频谱面上可以观察到二维分立的光点阵（频谱），像面上可以看到放大了的正交光栅像，测出像面上的网格间距。
（2）在频谱面放上可旋转狭缝光阑（方向滤波器），在下述情况：（a ）只让光轴上水平的一行频谱分量通过；（b ）只让光轴上垂直的一行频谱分量通过；（c ）只让光轴上45°的一行频谱分量通过。
记录像面上的图像变化、像面上条纹间距，并做出适当的解释。
五 实验数据和数据处理
1. 1解释阿贝成像实验
a 全部
b 零级
c 45°角（0、±1级）
2
解释阿贝-波特实验
a 全部
c左斜线
d横线
e 竖线
在频谱面上放上可调狭缝或滤波模板，挡去频谱某些空间的频率成分，则会使像发生变化。
3空间滤波
像屏上出现一放大倒立红色“光”字
六实验结果
实验结果如上。
不同角度的傅叶面通过的衍射成像信息不同。
七实验分析
通过该实验，我收获很大，特别是在调节光路时，要细心，同时还要耐性。
要认真分析成像的原因。