综合物理实验辅助材料实验一、光学成像与光信息处理
光学综合实验实验报告
一、实验目的1. 熟悉光学仪器的基本原理和操作方法。
2. 掌握光学元件的识别和测试方法。
3. 学习光学实验的基本技能，提高实验操作能力。
4. 培养团队合作精神和科学严谨的态度。
二、实验原理光学实验是研究光现象和光学原理的重要手段。
本实验主要涉及以下光学原理：1. 光的折射：光从一种介质进入另一种介质时，其传播方向发生改变的现象。
2. 光的反射：光射到物体表面后，返回原介质的现象。
3. 光的干涉：两束或多束光相遇时，产生的明暗相间的条纹现象。
4. 光的衍射：光波通过狭缝或障碍物后，产生弯曲传播的现象。
三、实验仪器与材料1. 光具座2. 平面镜3. 激光器4. 分束器5. 成像系统6. 透镜7. 光栅8. 光电池9. 数字多用表10. 记录纸四、实验步骤1. 光的折射实验（1）将激光器发出的激光束照射到平面镜上，调整平面镜角度，观察激光束的反射方向。
（2）将平面镜倾斜一定角度，观察激光束的折射方向。
（3）测量激光束的入射角和折射角，记录数据。
2. 光的反射实验（1）将激光束照射到平面镜上，观察激光束的反射方向。
（2）调整平面镜角度，观察激光束的反射方向。
（3）测量激光束的入射角和反射角，记录数据。
3. 光的干涉实验（1）将激光束照射到分束器上，使激光束分为两束。
（2）将两束激光分别照射到透镜上，形成干涉条纹。
（3）调整透镜位置，观察干涉条纹的变化。
（4）测量干涉条纹的间距，记录数据。
4. 光的衍射实验（1）将激光束照射到光栅上，观察衍射条纹。
（2）调整光栅角度，观察衍射条纹的变化。
（3）测量衍射条纹的间距，记录数据。
五、实验结果与分析1. 光的折射实验根据实验数据，计算出折射率n，并与理论值进行比较。
2. 光的反射实验根据实验数据，计算出反射率R，并与理论值进行比较。
3. 光的干涉实验根据实验数据，计算出干涉条纹的间距，并与理论值进行比较。
4. 光的衍射实验根据实验数据，计算出衍射条纹的间距，并与理论值进行比较。
实验报告——精选推荐
实验一阿贝成像原理与空间滤波光学信息处理是在上个世纪中叶发展起来的一门新兴学科，1873年阿贝首次提出了二次衍射成像理论，创建了空间频谱、空间频率概念，利用空间滤波手段对光学图像进行处理，从而奠定了光信息处理的理论基础。
实验目的1.了解阿贝成像原理，并进行实验验证。
2.加深对空间频谱和空间滤波概念的理解。
3.利用空间滤波技术消除图像噪声。
4.了解透镜的傅里叶变换作用。
5.掌握光学信息处理基本光学系统的搭建及调节方法。
实验仪器半导体激光器（带二维调节架）光具座导轨（1000mm）滑块傅里叶透镜（φ80，f 190）准直透镜（φ55，f 50）扩束镜（带二维调节架）放大镜干板架，正交光栅2枚（空间频率分别为25 lp/mm和100 lp/mm ）“光”字屏（内含振幅型正交光栅）、滤波器组件（含狭缝和孔径不同的两个小孔光阑，安装于精密二维调节架上）毛玻璃屏白屏小孔屏手电筒。
实验原理一、阿贝成像理论阿贝成像理论提出了一个与几何光学传统成像理论完全不同的概念，认为相干照明下透镜成像过程可分作两步：首先，物光波经透镜，在透镜后焦面上形成频谱，该频谱称为第一次衍射像；然后频谱成为新的次波源，由它发出的次波在像平面上干涉而形成物体的像，该像称为第二次衍射像。
上述理论即为“阿贝成像理论”。
根据这一理论，像的结构完全依赖于频谱的结构。
图2-1-1是上述成像过程的示意图。
设单色相干平面波照射复振幅为的物平面，由傅里叶光学可知，经透镜L的傅里叶变换，在其后焦面（频谱平面）上可得到物的频谱，其数学表述为：（2-1-1）式中f x，f y为空间频率。
透镜L则称为傅里叶变换透镜。
由频谱面到像平面，光波完成了一次夫朗和费衍射过程，相当于频谱又经过一次傅里叶变换，在像平面上综合成物体的像。
（2-1-2）由式（2-1-1）、（2-1-2）可见，物面与像面的复振幅之比是一个常数，所以像与物几何相似。
二、阿贝—波特实验为了验证阿贝成像理论，阿贝本人于1873年、波特于1906年分别做了验证实验，这就是著名的阿贝—波特实验。
光学信息处理技术
（1）脉冲函数的定义：
（2）矩形函数极限
（3）函数序列的极限
（4）广义函数定义下的δ函数
因此δ函数可以用不同的矩形函数的极限来定义，所以δ
是一个广义函数。为了判别不同的函数族所定义的是不是，
同一个广义函数，就需要用一个检验函数
(x)
检验函数 ( x) 需满足两个条件：
2.δ函数的性质 （1）筛选性
四．光信息处理的优势 1. 电子学的缺点
由于现代科学技术的发展提高计算机的运算速度和通信 容量。从这个意义来说，电子计算机正面临光计算机的挑 战，换句话说，光信息处理与光通信急速发展的原因是由 于光波本身物理本质的优越性。
电子计算机高速化有以下三个方面限制 1)量子力学限制 2)热力学限制 3)电子线路技术的限制 4)电子通信容量的限制
它以信息光学为基础，用付里叶分析的方法研究光学成 像和光学变换的理论和技术；实现图像的改善和增强，图 像识别，图像的几何畸变与光度的规整和纠正，光信息的 编码、存储和成图技术，三维图象显示和记录，仿生视觉 系统，以及电、声等非光信号的光信息处理等等。 C.光纤通信
用纤维光缆代替金属电缆，实现传输量大、防干扰性好、 保密性强，耗电少的新型通信线路，将是近年迅猛发展的 一个新领域。
目前认为，发挥光学与电子光学的优势，弥补两者的不 是从长远的意义来说，发展光-电子式混合式计算机是值得 研究的重要方向。
对光学信息处理的理解性定义：
从光衍射的惠更斯-菲涅耳原理可知，光学系统的成像过 程就是二次付里叶变换的过程，它是光电信息处理的基本 着眼点。用付里叶分折的观点，可以把任何二维图象看成 各种空间频率的正弦光栅迭加的结果。同时，又可把光学 系统成像特性归结为对不同空间频率正弦光栅的成像特性， 即光学系统的空间频率响应。
光信息检测处理实验(供学生)
光电检测与信息处理实验实验一红外光源曲线标定实验一、实验目的1 通过实验使学生了解光源的原理和种类。
2 了解输出光的光功率和接收电压之间的关系。
二、基本原理1、光源原理本实验所用的光源为红外功率可调光源，主要由红外发光二极管构成；所用的接收器件是光敏二极管。
采用的发光二极管发射的是自发辐射光，没有谐振腔对波长的选择，谱线较宽。
而半导体激光器在直流驱动下，发射光波长有一定分布，谱线具有明显的模式结构。
光敏二极管又称光电二极管，光敏二极管是基于光伏效应原理工作的光电器件。
当入射光子在本征半导体的p-n结及其附近产生电子—空穴对时，光生载流子受势垒区电场作用，电子漂移到n区，空穴漂移到p区。
电子和空穴分别在n区和p区积累，两端便产生电动势，这称为光生伏特效应，简称光伏效应。
光敏二极管基于这一原理。
如果在外电路把p-n短接，就产生反向的短路电流，光照时反向电流会增加，并且光电流和照度成线性关系。
2、红外光源曲线标定原理红外光源的参数测试原理如图1-2所示，在发射端，将红外发光二极管LED接入到晶体三极管的集电极，通过改变可调电源输出电压的大小来调节三极管基极偏置电压来改变集电极电流I c 。
由于在电流较小时，P-I曲线的线性较好，所以可获得需求的辐射光功率；在接收端，将光电二极管电流转换成可用电压，用一个运算放大器作为电流--电压的转换电路。
这意味着反馈电阻必须非常大，而放大器的偏置电流必须极小。
三、实验仪器1、光电检测与信息处理实验台（一套）2、红外功率可调光源探头3、红外接收探头4、光电信息转换器件参数测试实验板5、光学支架6、万用表7、导线若干四、实验步骤本实验根据红外发光二极管和光敏二极管的特性，对红外发光二极管发出的光功率进行测量。
由于光敏二极管的谱线宽，可见光会影响测量的结果，因此实验最好在暗室中进行。
1、按图1-1连接实验线路。
（1）把红外功率可调光源探头与红外接收探头位置固定好；注：保证两者的精确对准，否则将影响光功率的测量。
光学信息处理技术
光学信息处理技术光学信息处理技术是一种基于光学的信息处理方式，它利用光的干涉、衍射、偏振等特性，实现对信息的获取、转换、加工和存储等操作。
这种技术具有高速度、高精度、高可靠性等优点，因此在现代通信、传感、生物医学等领域得到了广泛应用。
一、光学信息处理技术的基本原理光学信息处理技术主要基于两个基本原理：干涉和衍射。
干涉是指两个或多个光波叠加时，光强分布发生改变的现象。
通过控制干涉的相干性，可以实现信息的叠加、增强或抵消等操作。
衍射是指光波遇到障碍物时产生的空间频率变化现象。
通过控制衍射的图案，可以实现信息的滤波、变换等操作。
二、光学信息处理技术的应用1、光学计算：光学计算利用光的干涉和衍射原理，可以实现高速数学运算和数据处理。
例如，利用光学干涉仪可以实现傅里叶变换等复杂计算。
2、光学传感：光学传感利用光的干涉和偏振原理，可以实现高灵敏度的传感和测量。
例如，利用光学传感技术可以实现生物分子和环境参数的检测。
3、光学通信：光学通信利用光的相干性和偏振原理，可以实现高速、大容量的数据传输。
例如，利用光学通信技术可以实现城域网和长途通信。
4、光学存储：光学存储利用光的干涉和衍射原理，可以实现高密度、高速度的信息存储。
例如，利用光学存储技术可以实现光盘、蓝光等存储介质。
三、光学信息处理技术的未来趋势随着科技的不断发展，光学信息处理技术也在不断创新和进步。
未来，光学信息处理技术将朝着以下几个方向发展：1、高速度、大容量：随着数据量的不断增加，对光学信息处理技术的速度和容量要求也越来越高。
未来的光学信息处理技术将更加注重提高处理速度和扩大存储容量。
2、微型化、集成化：随着微纳加工技术的不断发展，未来的光学信息处理技术将更加注重微型化和集成化。
例如，利用微纳加工技术可以实现光学器件的集成和封装，提高系统的可靠性和稳定性。
3、智能化、自动化：未来的光学信息处理技术将更加注重智能化和自动化。
例如，利用人工智能技术可以实现光学系统的自适应和优化，提高系统的智能化水平。
光学信息处理实验报告
实验十 透镜的FT 性质及常用函数与图形的光学频谱分析一、实验目的:1. 了解透镜对入射波前的相位调制原理2. 加深对透镜复振幅传递函数透过率物理意义的认识(参见实验十一实验原理）3. 应用光学频谱分析系统观察常见图形的傅里叶（FT ）频谱，加深空间频率域的概念二、实验原理:理论基础：波动方程、复振幅、光学传递函数透镜由于本身厚度变化，使得入射光在通过透镜时,各处走过的光程不同，即所受时间延迟不同，因而具有位相调制能力，下图为简化分析，假设任意点入射的光线在透镜中的传播距离等于该点沿光轴方向透镜的厚度，并忽略光强损失，即通过透镜的光波振幅分布不变，仅产生大小正比于透镜各点厚度的位相变化，透镜传递函数记为： t(x,y)=exp[j Φ（x,y)] （1）Φ(x,y ）=kL(x ，y)L （x ，y ）：表示光程MNL （x,y ）=nD （x,y ）+[D 0-D(x ，y ）] （2）D 0：透镜中心厚度。
D ：透镜厚度。
n ：透镜折射率。
可见只要知道透镜厚度函数D （x ，y ）可得出其位相调制，在球面透镜傍轴区域，用抛物面近似球面，可得到球面透镜的厚度函数：()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+-=212201121,R R y x D y x D （3) R 1，R 2:构成透镜的两个球面的曲率半径。
因此有()()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+--•=2122011211R R y x n jk exp jknD exp y ,x t （4） 引入焦距f ，其定义式为()⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=211111R R n f 代入（4）得: ()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=2202y x f k j exp jknD exp y ,x t此即透镜位相调制的表达式.第一项位相因子仅表示透镜对于入射光波的常量位相延迟，不影响位相的空间分布，即波面形状。
第二项起调制作用的因子，它表明光波通过透镜时的位相延迟与该点到透镜中心的距离平方成正比。
近代物理实验_光信息综合处理实验讲义
实验二十一AOTF成像光谱测试实验传统的成像光谱仪大多采用棱镜、光栅、干涉仪滤光，进行推帚式线光谱扫描成像。
这种方式往往需要目标和成像系统做相对移动，对载体运动的平稳性要求比较高，整个系统的构造十分复杂，需要经过相当复杂的校正处理才能得到最后的图像，因此成像速度慢，且仪器体积大而笨重，移动困难。
声光可调谐滤光器（Acousto-Optic Tunable Filter，简称AOTF）是一种声光调制器件。
其工作原理主要是利用了声波在各向异性介质中传播时对入射到传播介质中的光的布拉格衍射作用。
声光可调谐滤光器由单轴双折射晶体（通常采用的材料为TeO2），粘合在单轴晶体一侧的压电换能器，以及作用于压电换能器的高频信号组成。
当输入一定频率的射频信号时，AOTF会对入射的复色光进行衍射，从中选出波长为λ的单色光。
单色光的波长λ与射频频率f有一一对应的关系，只要通过电信号的调谐即可快速、随机改变输出光的波长。
采用AOTF进行电调谐滤光，可以实现凝视式面光谱成像。
与推帚式相比，它不需要探测系统和目标之间做相对运动，而且能够获得很高的图像分辨率，一般也不需要进行几何校正就可以得到高质量的图像。
而且凝视式成像系统一般结构也比较简单，可靠性高，因此相关的仪器产品体积可以做得很小，进而实现成像光谱仪的便携化。
成像光谱系统既可构成便携式成像光谱仪，用于近距离目标探测；又可构成显微成像光谱仪。
【预习提要】（1）声光可调谐滤波器AOTF的分光原理是什么？（2）如何确定AOTF衍射光的波长？（3）成像光谱测试时成像位置不同对测试结果有无影响？【实验要求】（1）了解AOTF的工作原理和成像光谱测试的特点；（2）掌握成像光谱测试的基本光路系统；（3）掌握吸收光谱曲线的比较和吸收峰分析。
s【实验目的】（1）了解基于AOTF的成像光谱测试系统光路和设备构成；（2）掌握成像光谱系统的软件操作；（3）利用成像系统测量不同样品的吸收光谱；【实验器材】声光可调谐滤波器一套（含AOTF、驱动器、电源），高亮度光源一套（含光源、电流源），光学元件若干，成像透镜一个，光学CCD一个，实验用微机一套（含自编控制和数据采集软件系统一套）。
光学信息处理实验报告
光学信息处理实验报告光学信息处理实验报告引言光学信息处理是一门研究如何利用光学原理和技术来处理和传输信息的学科。
它在通信、计算机科学、图像处理等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作和观察，探索光学信息处理的原理和技术，并对其应用进行分析和评估。
实验一：光的干涉与衍射在实验一中，我们使用干涉与衍射现象来实现光的信息处理。
首先，我们将一束激光通过一个狭缝，产生一条狭缝衍射的光斑。
然后，我们将光斑通过透镜进行聚焦，并观察光斑的衍射现象。
通过调整透镜的位置和焦距，我们可以改变光斑的大小和形状，从而实现对光的信息进行处理。
实验二：光的全息术实验二中，我们使用全息术来实现光的信息存储和再现。
首先，我们使用激光将被记录的物体进行照射，并将光波与参考光波进行干涉。
然后，我们使用光敏材料记录干涉图样，形成全息图。
最后，我们使用激光将全息图进行照射，通过光的衍射和干涉效应，将记录的物体再现出来。
通过调整照射光的角度和波长，我们可以改变再现物体的位置和形状，实现对光的信息进行存储和再现。
实验三：光的调制与解调实验三中，我们使用光的调制与解调技术来实现光的信息传输。
首先，我们将待传输的信息通过光电调制器将其转化为光信号。
然后，我们使用光纤将光信号传输到接收端。
在接收端，我们使用光电解调器将光信号转化为电信号，并通过解调器将其还原为原始的信息。
通过调整调制器和解调器的参数，我们可以实现对光信号的调制和解调，从而实现对光的信息进行传输。
实验四：光的图像处理实验四中，我们使用光的图像处理技术来实现对图像的处理和分析。
首先，我们将待处理的图像通过光学透镜进行聚焦，并通过光敏材料记录图像。
然后，我们使用图像处理软件对记录的图像进行数字化处理，包括滤波、增强、分割等操作。
最后，我们使用激光将处理后的图像进行再现。
通过调整图像处理软件的参数，我们可以实现对图像的不同处理效果，从而实现对光的信息进行处理和分析。
结论通过本次实验，我们深入了解了光学信息处理的原理和技术，并通过实际操作和观察，对其应用进行了分析和评估。
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图 2、白光准直照明 成像与滤波模块是实验要探究的核心部分。 图 1 所示的成像与滤波模块由两块成像透镜 和处于两者之间的空间滤波器组成。对照“无限筒长”显微镜的基本结构，对着观测物的透 镜称为“物镜” ，另一个称为“筒镜” 。将样品放置在物镜的前焦面上时，样品上各点发出的 旁轴光线经物镜后变成不同的平行光， 并且在物镜的后焦面上叠加出样品的空间频谱。 然后， 各个方向的平行光经筒镜在其后焦面上汇聚成相应的像点， 呈现出样品的像。 应用于光信息 处理时，一对傅里叶透镜分别取代“物镜”和“筒镜” ，前者做光学傅里叶正变换，后者做 逆变换。应用于显微成像时，物镜实际上是固定封装的一组透镜，而筒镜仍为单凸透镜。 显微物镜对于显微镜成像的质量至关重要， 其光学参数通常印制在外壳上， 应用时要尽 量满足它的参数要求。图 3 给出的是一种应用于无限筒长显微镜的物镜（奥林巴斯） ，外壳 印制文字 “MPlanFLN, 10x /0.3, ∞/-/FN26.5” 的含义是， 平场半复消色差， 放大倍数 10x， 数值孔径 0.3，应用于无限筒长显微镜，对有无盖玻片无要求，视场数 26.5。其中的放大倍 数是由焦距为 200mm 的筒镜定义的，视场数 FN26.5 是可实现最大的像场直径，相对应可观 察的物场直径为 26.5/10=2.65mm。该实验配备有若干个单透镜和若干个无限筒长物镜，供 搭建无限筒长显微镜选用。
单方屏 三缝
单圆屏 双丝
3、 利用图 1 所示光路中的光学傅里叶变换，观测一维光栅的空间频谱，并做空间滤波，观 测筒镜所成像的变化。 4、 利用图 1 所示光路中的光学傅里叶变换，观测镂空“光”字与网格叠加而成衍射物的光 学傅里叶变换，并做空间滤波，观测筒镜所成像的变化。在此实验观测的基础上，研究 其中的卷积运算原理。 5、 尝试利用快速傅里叶变换（FFT） ，针对所观测的一些衍射屏，模拟计算物镜的光学傅里 叶变换、筒镜的光学傅里叶逆变换和空间滤波对成像的作用。 6、 尝试更换不同数值孔径的物镜（单透镜或透镜组） ，观测成像模块的成像效果。改变筒 镜到物镜的距离，观测成像模块的成像效果。在此基础上，探究无限远（透镜组）物镜 的设计原理和无限筒长显微镜的组装技术。 （三） 实验要求 实验内容 1-4 为基本的实验内容，要求尽量细致的实验观测和理论分析。实验内容 5-6 属于开放性的拓展内容，可以选为专题研究。 （四） 参考材料 1、吕斯骅，段家忯，张朝晖. 新编基础物理实验[M]. 北京：高等教育出版社, 2013： 372-379. 2、张朝晖，刘国超. 阿贝成像原理和空间滤波实验[J]. 物理实验, 2017, 36(9): 23-29.
图 1、实验装置示意图 照明光模块用来产生照亮被观测样品的准平行光， 可分别使用激光光源和白光光源。 图 1 的照明光模块给出的是激光光源（氦氖激光器，λ = 633 纳米）的情形：激光束照射在称 之为“小孔滤波器”的入口处，在其出口的小孔处形成一个干净的点光源，这个点光源发出 的球面波经一凸透镜变成平行光。可用的白光光源（GCL-0601 直流调压光纤光源，大恒光 电）如图 2 所示，在其光纤出口处形成白光点光源，用一凸透镜准直成平行光。
附原稿： 阿贝成像原理和空间滤波实验 张朝晖 刘国超
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（北京大学 物理学院，北京 100871）
摘要: “阿贝成像原理和空间滤波”是北京大学《普通物理实验》课程的一个传统实验，其目 的是引导学生通过实验学习光学傅里叶变换以及空间频率、 空间频谱和空间滤波等相关概念， 探究光学成像和光学信息处理的基本原理、 实验技术与方法。 此实验涉及丰富的实验现象和 物理与数学的综合知识， 教学上颇具挑战性。 本文利用显微成像的波动光学理论阐述阿贝成 像原理，并配置相应的实验内容、技术方法和可以扩展的实际应用，希望从深度和广度上综 合把握该实验的教学，以便引导学生的自主性实验探究。 1．引言 光学成像是光学应用的基本问题。光学成像系统将“物”以其“像”的形式呈现出来， 实际上完成的是一个信息采集过程。它采集到物的信息越多，所成的像就越逼真。那么，一 个光学成像系统是如何采集物信息并且形成其逼真像的呢？就成像机制而言， 几何光学仅能 给出光学成像的一些简单信息， 复杂而丰富的结构信息的传输和成像则需要借助于波动光学 做进一步的描述。 1873 年，德国科学家阿贝在研究如何提高显微镜分辨本领时发现，在相干平行光照明 条件下， 物镜对物的成像分为两个步骤： 第一步是物光在成像透镜的后焦面上先形成一个特 殊的衍射光分布；第二步则是这个衍射光分布继续向前传播，自然地复合成物的像。这个两 步成像的理论被后人称之为阿贝成像原理 。
图 3、一种应用于无限筒长显Fra bibliotek镜的物镜照片。
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观测模块包括 CCD 相机和与之连接的计算机， 用来采集和显示筒镜所成的像， 也可用来 采集样品的空间频谱。 （二） 实验内容 1、 按图 1 所示的光路搭建实验系统，特别要做好共轴调节。 2、 利用图 1 所示光路中的光学傅里叶变换，观测如下衍射屏的空间频谱分布： 单方孔 双方孔 等腰三 角孔 四缝 方孔方 阵 等边三 角空 五缝 方孔密 排 矩形孔 单丝 单圆孔 双圆孔 五角星 孔 三丝 圆孔方 阵 单缝 四丝 圆孔密 排 双缝 五丝
综合物理实验辅助材料 实验一、光学成像与光信息处理
光学成像是光学应用的基本问题。光学成像系统将“物”以其“像”的形式呈现出来， 实际上完成的是一个信息采集过程。它采集到物的信息越多，所成的像就越逼真。那么，一 个光学成像系统是如何采集物信息并且形成其逼真像的呢？就成像机制而言， 几何光学仅能 给出光学成像的一些简单信息， 复杂而丰富的结构信息的传输和成像则需要借助于波动光学 做进一步的描述。 1873 年，德国科学家阿贝在研究如何提高显微镜分辨本领时发现，在相干平行光照明 条件下， 物镜对物的成像分为两个步骤： 第一步是物光在成像透镜的后焦面上先形成一个特 殊的衍射光分布；第二步则是这个衍射光分布继续向前传播，自然地复合成物的像。这个两 步成像的理论被后人称之为阿贝成像原理。 阿贝成像原理的两个成像步骤分别体现的“分解”与“合成”实际上就是两次光学傅里 叶变换，如果称前者为一次正变换，则后者就是相应的逆变换。用光学傅里叶变换的语言来 描述， 正变换给出的是衍射物的空间频谱， 逆变换给出的是由空间频谱还原出来衍射物的像， 而所谓的空间滤波就是通过滤掉衍射物的某些频谱成分来修饰所成的像。 本实验旨在引导学生通过自主实验学习光学傅里叶变换以及空间频率、 空间频谱和空间 滤波等相关概念， 探究光学成像和光学信息处理的基本原理， 体验搭建光学显微镜的实验技 术与方法。 （一） 实验装置 实验装置安排在一个 1.8 米长的光学导轨上，如图 1 所示，按功能分成照明光、成像与 滤波、观测等三个基本模块。