光信息技术实验指导书一
光纤通信系统实验指导
ZY1804I光纤通信原理实验系统简介本实验系统是为配合《光纤通信》课程的理论教学，结合目前光纤通信工程技术最新进展，为了提高大专院校学生实际操作和动手能力而研制开发的。
一、产品的系统特点光纤I型实验系统注重产品的系统和功能组成，产品的设计着重体现系统性、先进性、实用性，并根据市场及客户实际需求，充分考虑工艺外观结构、产品的功能和性价比。
整个系统分中央控制器、备用环和光传输三大部分，各自独立又相互关联，所有模块在单独进行实验同时又可系统集联，实验灵活丰富，可设计、可比较、可操作、可观测性强。
整个系统采用2.048M传输速率，既有利于实验观测，又可以模拟实际光纤传输时的各种性能。
实验紧密结合光通信新技术的发展趋势，将波分复用、光时分复用和SDH传输网等新技术都通过实验演示出来，简单易懂。
采用大规模的现场可编程门阵列器件，使得产品的开放性、可升级性强。
同时为了实现自愈环（即备用环）功能以及使学生有更大的开发和操作空间，特意制作了二次开发板，并预留大量的I/O扩展口，可在开发板上独立完成二次开发设计。
所有实验大多采用开关控制，减小了实验操作时的繁琐性。
该实验系统融合了当今的光纤通信技术发展的一些新技术和新器件，并将其融入到光纤通信原理课程当中，同时与通信原理和程控交换课程的部分原理结合，其主要有以下特点：1、实验箱采用“整板+核心板”设计，特殊光器件玻璃罩保护，元器件贴片化，模块元件布局完全对称。
所有的测试钩和连接孔均有标识，深蓝色的电路板，白色丝印使得整个电路板层次性强、美观、大方。
2、实验箱和光纤通信原理教材紧密结合，实验项目和顺序与教材保持完全同步。
通过八个方面全面实验来了解光纤通信的全过程，八个方面分别是：光纤和光缆；通信用光器件（有源器件和无源器件）；光端机(光发、光收端机)；数字光纤通信系统；模拟光纤通信系统；光纤通信新技术；光纤通信测量技术；光纤通信网络。
3、系统采用整板上分模块的设计方式，除了核心板——中央控制器外，还配置了光发端机、光收端机、模拟信号源、数字信号源、数字终端、电话模块、串口通信模块等。
《光电成像原理与应用》实验指导书(1)要点
光电成像原理与应用实验指导书实验一线阵 CCD原理及驱动实验一、实验目的1、掌握本实验仪的基本操作和功能。
2、掌握用双踪影示波器观察二相线阵CCD 驱动脉冲的频次、幅度、周期和各路驱动脉冲之间的相位关系等的丈量方法。
3、经过对典型线阵CCD 驱动脉冲的时序和相位关系观察，掌握二相线阵CCD 的基本工作原理，特别是复位脉冲CCD 输出电路中的作用；转移脉冲与驱动脉冲间的相位关系，掌握电荷转移的过程。
二、实验前准备内容1、学习线阵CCD的基本工作原理（参照《图像传感器应用技术》教材），阅读双踪迹示波器的使用说明书。
2、学习TCD2252D线阵CCD基本工作原理与驱动波形图（参照附录）。
3、掌握双踪影示波器的基本操作方法，特别是它的同步、幅度、频次、时间与相位的丈量方法。
4、依据线阵相位关系，理解线阵CCD 的基本工作原理，观察转移脉冲CCD 的并行转移过程。
观察F1与SH 与 F1（ CR1）、 F2（ CR2 ）的F2 及 F1 与 CP、 SP、RS 间的相位关系，理解线阵CCD的串行传输过程和复位脉冲RS 的作用。
5、丈量CCD在不一样驱动频次的状况下的F1与F2、 F1、 RS 的周期与频次值，以及它的行周期（FC ）值。
三、实验所需仪器设施1、双踪影同步示波器（带宽50MHz 以上）一台。
2、彩色线阵CCD多功能实验仪YHLCCD －IV 一台。
四、实验内容及步骤1．实验预备（1）第一将示波器地线与实验仪上的地线连结优秀，并确认示波器和实验仪的电源插头均已插入沟通 220V 的电源插座上；（2）拿出双踪影同步示波器，将电源线插入沟通 220V 的电源插座上，测试笔（或称探头）分别接入测试输入端口；翻开示波器的电源开关，选择自动测试方式，调整显示屏上出现的扫描线处于便于察看的地点；（3）将示波器的两个测试笔分别接到示波器的标准输出信号输入端子长进行校准；（4）翻开YHLCCD－IV的电源开关，察看仪器面板显示窗口，数字闪耀表示仪器初始化，闪耀结束后显示为“000”字样，前两位数表示积分时间品位值，末位数表示 CCD 的驱动频次档位值。
发光原理实验指导书
电子科技大学光电信息学院本科教学实验指导书（实验）课程名称：发光原理基础电子科技大学教务处制表实验一、材料的光致发光研究一、 实验目的：1、 了解发光材料的激发和发射过程2、 掌握用荧光分光光度计测量发光材料激发光谱和发射光谱的测量方法 二、 实验原理：发光材料在人们的日常生活和生产实践中得到了越来越广泛的应用，适当的材料吸收高能辐射后，接着就发出光，其发射出的光子能量比激发辐射的能量低。
具有这种发光行为的物质就称为发光物质。
发光物质在将某种形式的能量转化为电磁辐射时，仅伴随极少量的热辐射，因此与热辐射发光具有本质的区别。
发光材料由基质和激活剂（发光中心）组成，例如典型的发光物质Al 2O 3：Cr 3+和Y 2O 3：Eu 3+，它们的基质分别为Al 2O 3和Y 2O 3，激活剂分别为Cr 3+和Eu 3+。
发光物质可以被多种形式的能量激发，紫外或可见光激发荧光粉发光的光致发光，激发光的波长可以改变，很容易的知道辐射能在激发什么和激发哪里。
正因为如此，研究材料的激发光谱、发射光谱成为发光材料研究的重要手段。
发光物质的发光过程中的光吸收、辐射跃钱、无辐射跃迁、能量传输等主要过程可以用位形坐标模型来进行解释。
图1为孤立发光中心的位形坐标模型，下部那条抛物线g 表示系统处于最低能态即基态时的能量与位形的关系。
抛物线的最低点表示离子处于平衡位置时的能量。
若将金属离子与配位体当作一个谐振子，其振动总能量为ν )21v (Ev +=，其中，v 是谐振量子数，v=0，1，2，…正整数；ν是谐振子的振动频率。
在绝对零度时，在最低振动能级0v 时系统最有可能处在R 0点。
发光中心占据基态最低振动能级，中心离子周围的配位体在距中心大约为R 0的位置上作平衡振动。
在较高温度下，也可占据较高的振动能级。
上述关于基态的论述同样适用于激发态，只是具有不同的平衡位置和键力常数。
在图1中上部那条抛物线e 就表示系统处于激发态时的情况，它的抛物线位移了ΔR 。
光纤通信系统实验指导书
光纤通信系统实验指导书光纤通信系统实验指导书桂林电子科技大学信息科技学院二零零九年三月目录实验一数字光纤传输测试系统实验 (2)实验二SDH点对点组网2M配置实验 (9)实验三SDH 链型组网配置实验 (17)实验四SDH 环形组网配置实验 (27)实验一数字光纤传输测试系统实验概述光纤通信是利用光波作为载波，以光纤作为传输媒质实现信息传输，是一种最新的通信技术。
光纤是光导纤维的简称。
光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。
光纤通信使用的波长在近红外区，即波长800～1800nm，可分为短波长波段（850nm）和长波长波段（1310nm和1550nm），这是目前所采用的三个通信窗口。
通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量，光是一种频率极高的电磁波（3×1014HZ），因此用光作载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，是通信发展的必然方向。
光纤通信有许多优点：首先它有极宽的频带。
目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统，这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。
其次，光纤的传输损耗很小，传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上，站间距离不足10Km；而工作在1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗，站间无中继传输可达100Km以上。
另外，光纤通信还具有抗电磁干扰、抗腐蚀、抗辐射等特点，它。
在地球上有取之不尽，用之不竭的光纤原材料—SiO2光纤通信可用于市话中继线，长途干线通信，高质量彩色电视传输，交通监控指挥，光纤局域网，有线电视网和共用天线（CATV）系统。
波分复用技术（WDM）的出现，使光纤传输技术向更高的领域发展，实现信息宽带、高速传输。
光纤通信将会在光同步数字体系（SDH）、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网（B—ISDN）、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。
光纤通信系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。
【精选】实验二光敏二极管特性实验
实验二光敏二极管特性实验一:实验原理:光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。
无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。
当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。
光敏二极管结构见图(6)。
二:实验所需部件:光敏二极管、稳压电源、负载电阻、遮光罩、光源、电压表(自备4 1/2位万用表).、微安表三:实验步骤:按图(7)接线,注意光敏二极管是工作在反向工作电压的。
由于硅光敏二极管的反向工作电流非常小，所以应提高工作电压，可用稳压电源上的+10V。
1、暗电流测试用遮光罩盖住光电器件模板,电路中反向工作电压接±12V,打开电源，微安表显示的电流值即为暗电流，或用4 1/2位万用表200mV档测得负载电阻RL上的压降V暗，则暗电流L暗=V暗/RL。
一般锗光敏二极管的暗电流要大于硅光敏二极管暗电流数十倍。
可在试件插座上更换其他光敏二极管进行测试比较。
2、光电流测试:取走遮光罩，读出微安表上的电流值,或是用4 1/2位万用表200mv档测得RL上的压降V光,光电流L光=V光/RL。
3、灵敏度测试:改变仪器照射光源强度及相对于光敏器件的距离，观察光电流的变化情况。
4、光谱特性测试:不同材料制成的光敏二极管对不同波长的入射光反应灵敏度是不同的。
由图（8）可以看出，硅光敏二极管和锗光敏二极管的响应峰值约在80~100μm，试用附件中的红外发射管、各色发光LED、光源光、激光光源照射光敏二极管，测得光电流并加以比较。
图（8）光敏管的伏安特性曲线图（9）光敏二极管的光谱特性曲线注意事项:本实验中暗电流测试最高反向工作电压受仪器电压条件限制定为±12V （24V），硅光敏二极管暗电流很小，不易测得。
光敏管的应用-----光控电路一:实验目的:了解光敏管在控制电路中的具体应用。
光学实验指导书
实验一 迈克耳逊干涉仪实验【目的与要求】1、了解迈克耳逊干涉仪的结构和工作原理，掌握其调整方法；调出非定域干涉等倾干涉、等厚干涉和白光干涉条纹。
2、 明确几种条纹的形成条件、花纹特点、变化规律及相互间的区别，加深对干涉理论的理解。
3、用迈克耳逊干涉仪测量气体折射率。
【仪器用具】迈克耳逊干涉仪，He-Ne 激光器及其电源，扩束透镜，小孔光栅、白帜灯，毛玻璃，小气室，打气皮囊，气压表。
【实验原理】一、M-干涉仪的光路M -干涉仪是一种分振幅双光束的干涉仪，它的光路如图1-1。
光源S 发出的一束照射到分光板G 1上，G 1板的后面镀有半反射膜，一般镀银，这个半反半透分成相互垂直的反射光束1和透射光束2，两者强度接近相等，此板称为分束板。
当激光束以45o 角射向G 1时，它被分为相互垂直两束光，这两束光分别垂直射到平面镜M 1和M 2上，再经M 1和M 2所反射各自沿原路返回到G 1的半反射膜上，又重新会集成一束光。
由于反射光1和透过光2为2两相干涉光束，因此我们可以在E 方向观测到干涉条纹。
Ｇ2为一补偿板，其物理性能与几何形状皆与Ｇ1全同的补偿作用（但是不镀膜），Ｇ1与Ｇ2平行，Ｇ2的作用是保证1、2两束光在玻璃中的光程完全相等。
反射镜M 2是固定不动的，M 1可在精密导轨上前后移动，从而改变1、2两束光之间的光程差。
精密导轨与Ｇ1成45o角。
为了使光束1与导轨平行，激光应垂直导轨方向射向M -干涉仪。
二、干涉花纹的图样图1-1中'2M 是2M 被1G 反射所成的虚像，从观察者看来，两相干光束是从1M 和'2M 反射而来，因此，我们把干涉仪产生的干涉等效为1M 、'2M 间的空气膜所产生的干涉来进行研究。
1、点光源照明----非定域干涉条纹激光通过短焦距透镜会聚后是一个强度很高的点光源S ，它发出的球面光波照射M-干涉仪，经Ｇ1分束及M 1，M 2反射后射向屏E 的光（参看图1-2）可以看成是由虚光源S 1、'2S 发出的。
工程光学1实验指导书教材
实验仪器简介1、仪器结构及测量原理光具座结构如图1 — 1所示，它由平行光管（1）、透镜夹持器（2）、测量 显微镜（3）及带有刻度尺的导轨（4）组成（1）平行光管常用的平行光管物镜焦距有 550mm 、1000mm 和2000mm 等。
在平行光管 物镜物方焦平面上有一可更换的分划板，分划板经平行光管成像为一无限远物 体，作为测量标记。
常用的分划板有图 1—2所示的用于测量焦距用的玻罗板， 图1—3所示的检测光学系统分辨率的鉴别率板和检验成像质量的星点板等。
2\ 22- M 25图1 — 3分辨率板（2）测量显微镜测量显微镜是用来测量经被测物镜所成的像 （或物体）大小的。
它由物镜和 测微目镜组成，物镜是可以更换的（根据被测物的大小可以更换不同放大倍率的 物镜）。
测微目镜是用来读取测量数值的，其结构如图 1—4所示。
光具座1 2图1 — 1光具座结构示意图图1— 2玻罗板图1—4测微目镜结构图测微目镜由目镜（1）、固定分划板（2）、活动分划板（3）和测微读数鼓轮（4）四部分组成。
测量原理是：读数鼓轮每旋转一圈（即测微螺杆移动一个螺距）活动分划板上刻线移动量为固定分划板刻线的一个格。
测量时，首先旋转读数鼓轮使活动分划板上十字叉丝瞄准被测物体起始位置，由活动分划板双刻线在固定分划板刻线位置读取毫米数（整数），再从读数鼓轮读取小数，然后再次旋转读数鼓轮使活动分划板上十字叉丝瞄准被测物体终止位置，继续读取数据，两次读数之差即为被测物体大小。
2、仪器技术指标（1）550mn光具座①平行光管物镜名义焦距？’= 550 mm通光口径 D = 55 mm相对孔径1:10②平行光管物镜物方焦平面上分划板玻罗板刻线间距：1、2、4、10、20mm星点板十字线分划板鉴别率板U号、川号③测量显微镜物镜：1倍测微目镜：分划板格值1mm测微鼓轮格值0.01 mm（2）GJZ —1型光具座①平行光管物镜名义焦距？’= 1000 mm 实测焦距？’= 997.47 mm 通光口径 D = 100 mm相对孔径1:10②平行光管物镜物方焦平面上分划板玻罗板刻线间距：1、2、4、10、20mm星点板星点直径：0.005 mm、0.008 mm、0.01 mm十字线分划板 刻度范围±20， 格值 鉴别率板1 、2、3、 4、 5号③测量显微镜物 镜：1 倍 NA = 0.0752.5倍NA = 0.0810 倍NA = 0.25 测微目镜： 分划板格值 1mm测微鼓轮格值被测物镜最大口径 被测物镜焦距范围 （3）CXW —1 型光具座 ①平行光管物镜 名义焦距 通光口径 相对孔径复消色差）? = 2000 mm D = 150 mm 1:13.3实测焦距=1973.9 mm1mm 0.01 mm±40° 25 mm测微鼓轮格值 0.01 mm②平行光管物镜物方焦平面上分划板玻罗板 刻线间距： 1、2、4、10、20、40mm星点板 星点直径： 0.005 mm 、0.008 mm 、0.01 mm十字线分划板 刻度范围 ±20， 格值鉴别率板1 、2、3、 4、 5号③测量显微镜物 镜：0.25倍 NA = 0.015 0.5倍 NA = 0.031 倍 NA = 0.0752.5倍 NA = 0.0810 倍NA = 0.25测微目镜： 分划板格值 测微鼓轮格值 测量显微镜偏摆角度 测量显微镜横向移动量测量显微镜高度升降范围±5 mm 被测物镜最大口径 ① 130 mm 被测物镜焦距范围±1200 mm3、仪器调整与操作（ 1 ）根据测量项目选择平行光管物镜物方焦平面上分划板。
信息光学实验指导书
实验2 阿贝成像与空间滤波实验实验目的1、 验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频谱和空间滤波概念的理解；2、 初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用；3、 了解透镜孔径对成像的影响和两种简单的空间滤波。
实验原理傅立叶变换在光学成像系统中的应用在信息光学中、常用傅立叶变换来表达和处理光的成像过程。
设一个xy 平面上的光场的振幅分布为g(x,y)，可以将这样一个空间分布展开为一系列基元函数[])(exp y f x f iz y x +π的线性叠加。
即：[]yxyxyxdf df y)f x 2i π(f exp ),f G(f g(x,y)+=⎰⎰∞∞- (2-1)y x f f ，为x,y 方向的空间频率，量纲为1L -;)(y x f f G 是相应于空间频率yx f f ，的基于原函数的权重，称为空间频谱函数，)(y x f f G 可由求得：[]dxdy y f x f i f ff f G y x y xy x )(2-exp ),(g )(+=⎰⎰∞∞-π (2-2)),(y x g 和)(y x f f G 实际上是对同一光场的的两种本质上的等效的描述。
当g(x,y)是一个空间的周期性函数时，其空间频谱就是不连续的。
例如空间频率为0f 的一维光栅，其光振幅分布展开成级数：)2exp()(0∑∞-∞==nx nf i x g π 阿贝成像原理傅立叶变换在光学成像中的重要性，首先在显微镜的研究中显示出来。
1874年，德国人阿贝从波动光学的观点提出了一种成像理论。
他把物体通过凸透镜成像的过程分为两步：（1）从物体发出的光发生夫琅和费衍射，在透镜的像方焦平面上形成其傅立叶频谱图；（2）像方焦平面上频谱图各发光点发出的球面次级波在像平面上相干叠加形成物体的像。
阿贝成像原理是现代光学信息处理的理论基础，空间滤波实验是基于阿贝成像原理的光学信息处理方法。
成像的这两步骤本质上就是两次傅立叶变换，如果物的振幅分布是),(y x g ，可以证明在物镜后面焦面x'，y ' 上的光强分布正好是g(x,y)的傅立叶变换)(y x f f G 。
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信息光学实验讲义（一）指导教师：刘厚通安徽工业大学数理学院实验一 阿贝成像原理和空间滤波(天津拓扑)一、实验目的了解付里叶光学基本原理的物理意义，加深对光学中的空间频谱和空间滤波等概念的理解。
二、实验原理1、傅立叶变换在光学成像系统中的应用。
在信息光学中、常用傅立叶变换来表达和处理光的成像过程。
设一个xy 平面上的光场的振幅分布为g(x,y)，可以将这样一个空间分布展开为一系列基元函数exp[()]x y iz f x f y π+的 线性叠加。
即(,)()exp[2()]x y x y x y g x y G f f f x f y df df π∞-∞=+⎰⎰(1) x f ，y f 为x,y 方向的空间频率，量纲为1L -；()x y G f f 是相应于空间频率为x f ，y f 的基元函数的权重，也称为光场的空间频率，()x y G f f 可由下式求得：(,)(,)exp[2()]x y G x y g x y i f x f y dxdy π∞-∞=-+⎰⎰(2) g(x,y)和()x y G f f 实际上是对同一光场的两种本质上等效的描述。
当g(x,y)是一个空间的周期性函数时，其空间频率就是不连续的。
例如空间频率为0f 的一维光栅，其光振幅分布展开成级数：0()exp[2]n n g x G i n f x π∞=-∞=∑相应的空间频率为f=0，0f ，0f 。
2、阿贝成像原理傅立叶变换在光学成像中的重要性，首先在显微镜的研究中显示出来。
E.阿贝在1873年提出了显微镜的成像原理，并进行了相应的实验研究。
阿贝认为，在相干光照明下，显微镜的成像可分为两个步骤，第一个步骤是通过物的 衍射光在物镜后焦面上形成一个初级衍射（频谱图）图。
第二个步骤则为物镜后焦面上的初级衍射图向前发出球面波，干涉叠加为位于目镜焦面上的像，这个像可以通过目镜观察到。
成像的这两步骤本质上就是两次傅立叶变换，如果物的振幅分布是g(x,y)，可以证明在物镜后面焦面'x ，'y 上的光强分布正好是g(x,y)的傅立叶变换()x y G f f 。
（只要令'x x f F λ=，'y y f Fλ=，λ为波长，F 为物镜焦距）。
所以第一步骤起的作用就是把一个光场的空间分布变成为：空间频率分布；而第二步骤则是又一次傅氏变换将()x y G f f 又还原到空间分布。
附图27显示了成像的这两个步骤，为了方便起见，我们假设物是一个一维光栅，平行光照在光栅上，经衍射分解成为向不同方向的很多束平行光（每一束平行光相应于一定的空间频率）。
经过物镜分别聚集在后焦面上形成点阵，然后代表不同空间频率的光束又从新在像平面上复合而成像。
图1但一般说来，像和物不可能完全一样，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（高频信息）不能进入到物镜而被丢弃了，所以像的信息总是比物的信息要少一些，高频信息主要是反映物的细节的，如果高频信息受到了孔径的阻挡而不能到达像平面，则无论显微镜有多大的放大倍数，也不可能在像平面上分辨出这些细节，这是显微镜分辨率受到限制的根本原因，特别当物的结构是非常精细（例如很密的光栅），或物镜孔径非常小时，有可能只有0级衍射（空间频率为0）能通过，则在像平面上就完全不能形成图像。
3、光学空间滤波上面我们看到在显微镜中物镜的孔径实际上起了一个高频滤波的作用，这就启示我们，如果在焦平面上人为的插上一些滤波器（吸收板或移相板）以改变焦平面上光振幅和位相就可以根据需要改变像平面上的频谱，这就叫做空间滤波。
最简单的滤波器就是把一些特殊形式的光阑插到焦平面上，使一个或几个频率分量能通过，而挡住其他频率分量，从而使像平面上的图像只包括一种或几种频率分量，对这些现象的观察能使我们对空间傅立叶变换和空间滤波有更明晰的概念。
三、实验仪器1、He-Ne激光器（632.8nm）2、扩束镜L1：f1=4.5mm3、二维调整架：SZ-074、准直镜L2：f2=190mm5、二维调整架：SZ-076、一维光栅（25L/mm）7、干板架：SZ-128、傅立叶透镜L3 f3=150mm9、二维调整架：SZ-0710、白屏P：SZ-1311、通用底座：SZ-0412、二维底座：SZ-0213、一维底座：SZ-0314、二维底座：SZ-0215、一维底座：SZ-0316、一维底座：SZ-0317、通用底座：SZ-0418、频谱滤波器：SZ-32四、仪器实物图及原理图图 2五、实验步骤及数据处理1、用L1、L2组成扩束系统，使其出射的平行激光光束垂直的照射在其狭缝沿铅直方向放置的一维光栅上。
前后移动变换透镜L3，使光栅（物）清晰的成像于离物两米以外的墙壁上。
此时光栅位置接近于透镜的前焦面，故透镜的后焦面就为其傅氏面，该面上光强的分布即为物的空间频谱。
用白屏H 在透镜的后焦面附近慢慢移动，在透镜后焦面上可以观察到水平排列的一些清晰光点。
这些光点相应于光栅的012±±，，......级衍射极大值，用米尺大约测出各光点与中央最亮点的距离'x ，从'x 以及透镜的焦距F ，光波波长λ，试求出这些光点相应2、在L3后焦面（付氏面）处放入频谱滤波器，档去0级以外的各点，观察像面上有无光栅条纹。
3、调节光栏，使通过0级和±1级最大值，观察像面上的光栅条纹像，再把光栏拿去，让更高级次的衍射都能通过，再观察像面上的光栅条纹像，试看这两种情况的光栅条纹像的宽度有无变化。
选做：4、把一维光栅换成二维正交光栅，再前后移动变换透镜L3，使光栅（物）清晰的成像于离物两米以外的墙壁上。
这时在透镜后焦面上观察到二维的分立光点阵（即正交光栅的频谱）。
在付氏面处加一频谱滤波器，使通过光轴的一系列光点通过，观察像平面上一维条纹像的方向。
5、把频谱滤波器90度角，让包含0级的水平的一排光点通过，观察像平面上一维条纹像的方向。
6、再把频谱滤波器45度角，再观察像面上条纹像的方向。
7、用网格字替换二维光栅，观察网格字的像的构成。
再将一个可变圆孔光栏放在付氏面上，逐步缩小光栏，直到只让光轴上一个光点通过为止，再观察网格字的像的构成，试与没滤波之前的字相比较。
实验二θ调制和颜色合成（天津拓扑）一、实验目的进一步了解空间滤波的概念和了解颜色合成的一种方法二、实验原理θ调制也属于空间滤波的一种形式，它只是用不同取向的光栅对物平面的各个部分调制（编码），通过特殊滤波器控制像平面相应部位的灰度（用单色光照明）或色彩（用白光照明）的一种方法。
本实验是用白光照明透明物体，在输出平面上得到彩色图像的有趣实验，透明物体就是本实验中使用的调制光栅。
在这个光栅上，房子、草地、天空分别由三个不同取向的光栅组成。
拼图时利用光栅的不同取向把准备“着上”不同颜色的部位区分开来。
三、实验仪器1、带有毛玻璃的白炽灯光源S2、准直镜L1：f1=225mm3、二维调整架：SZ-074、θ调制板（或三维光栅）5、干板架：SZ-126、傅立叶透镜L2: f2=150mm7、二维调整架：SZ-078、θ调制频谱滤波器: SZ-409、傅立叶透镜L3: f3=150mm10、二维调整架：SZ-0711、白屏H：SZ-1312、通用底座：SZ-0413、一维底座：SZ-0314、二维底座：SZ-0215、一维底座：SZ-0316、二维底座：SZ-0217、一维底座：SZ-0318、通用底座：SZ-04四、仪器实物图及原理图（见图一）五、实验步骤1、把全部器件按二十五的顺序摆放在平台上，靠拢后目测调至共轴2、将光源S放于准直镜L1的物方焦距F1处，并使从L1出来的平行光垂直的照射在θ调制板上。
3、将屏置于离θ调制板1米处，前后移动L2，使θ调制板的图像清晰的成在屏上。
4、在付氏面上加入θ调制频谱滤波器，在θ调制频谱滤波器上看到光栅的衍射图样。
三行不同取向的衍射极大值是相对于不同取向的光栅，也就是分别对应于图像的天空、房子和草地，这些衍极大值除了0级波没有色散以外，一级、二级……都有色散，由于波长短的光具有较小的衍射角，一级衍射中蓝光最靠近0级极大，其次为绿光，而红光衍射角最大。
5、调节θ调制频谱滤波器上滑块的过光的宽度和过光的位置，使相应于草地的一级衍射图上的绿光能透过，用同样的方法，使相应于房子一级衍射的红光和相应于天空部分的一级衍射的蓝光能透过，这时候在屏幕上的像就会出现蓝色的天空，红色的房子和绿色的草地。
选做：6、用三维光栅替换θ调制板，可在像平面上得到七种不同的颜色。
中间部分是三基色的合成色（白色），外面有三个区域分别是两种基色的合成色，另外三个区域分别是三种颜色。
（见附图S 1273456L2L1*SL1Hθ调制频谱滤波器θ调制板190110302103056089101112131415161718L3L2L3H图一图二实验一 阿贝成像原理与空间滤波（北京方式）引言1873年阿贝（E.Abbe ）首先提出显微镜成像原理以及随后的阿贝—波特空间滤波实验，在傅里叶光学早期发展史上做出重要的贡献。
这些实验简单、形象，令人信服，对相干光成像的机理及频谱分析和综合原理做出深刻的解释，同时这种用简单的模板作滤波的方法一直延续至今，在图像处理技术中仍然有广泛的应用价值。
实验目的1、了解透镜的傅里叶变换性质，加深对空间频率、空间频谱和空间滤波等概念的理解；2、熟悉阿贝成像原理，从信息量的角度理解透镜孔径对分辨率的影响；3、完成一维空间滤波、二维空间滤波及高通空间滤波。
实验原理（1）二维傅里叶变换和空间频谱在信息光学中常用傅里叶变换来表达和处理光的成像过程。
设在物屏X -Y 平面上光场的复振幅分布为g (x ，y ) ，根据傅里叶变换特性，可以将这样一个空间分布展开成一系列二维基元函数)](2exp[y f x f i y x +π的线性叠加，即⎰⎰+∞∞-+=y x y x y x df df y f x f i f f G y x g )](2exp[),(),(π （1）式中fx 、fy 为x 、y 方向的空间频率，即单位长度内振幅起伏的次数，G (fx ，fy)表示原函数g (x ，y)中相应于空间频率为fx 、fy 的基元函数的权重，亦即各种空间频率的成分占多大的比例，也称为光场（optical field ）g (x ，y)的空间频谱。
G (fx 、fy)可由g (x ，y)的傅里叶变换求得⎰⎰+∞∞-+-=dxdy y f x f i y x g f f G y x y x )](2exp[),(),(π (2)g(x ，y)与G (fx ，fy)是一对傅里叶变换式，G (fx ，fy)称为g(x ，y)的傅里叶的变换，g(x ，y)是G (fx ，fy)的逆变换，它们分别描述了光场的空间分布及光场的频率分布，这两种描述是等效的。