信息光学课程设计

08 级本科课程设计（论文）开题报

告

题目信息光学综合实验

学院物理与电子工程学院

年级08 专业光电信息工程

班级学号

姓名

指导教师职称

函数的概念结合，使光学研究不再限于用光强、振幅的空间分布来描述光学图像，而把图像看作是由缓慢变化的背景、粗的轮廓等比较低的"空间频率"成分和急剧变化的细节等比较高的"空间频率"成分构成的，用频率的分布和变化来描述光学图像。一门新的学科-信息光学(付里叶光学)从传统的经典波动光学中脱颖而出。

信息光学（Information Optics）

又称傅立叶光学。

傅立叶变换光学的主要内容：

1、衍射系统的屏函数

2、夫琅和费衍射的傅立叶频谱分析

3、阿贝成像原理

变换光学

处理光的衍射和干涉问题，最基本的方法是研究光的相干叠加。这是传统光学的一般方法。

可以从另外一个角度分析这类问题。入射波场，遇到障碍物之后，波场中各种物理量重新分布。衍射障碍物将简单的入射场变换成了复杂的衍射场。

所以可以从障碍物对波场的变换作用，来分析衍射。

从更广义的角度，不仅仅是相干波场的障碍物，非相干系统中的一切使波场或者波面产生改变的因素，它们的作用都可以应用变换的方法处理。

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。

研究一个随时间变化的信号，可以在时域也可以在频域进行。实现信号从时域到频域或者从频域到时域变换的方法称为傅里叶变换。类似的，光学系统的成像过程既可以从信号空间分布的特点来理解，也可以从“空间频率”角度来

图1 阿贝成像原理

上形成一系列衍射斑。第二步是各衍射斑作为新的次波源，其发出球面次波，

相叠加，形成物体的像。将显微镜成像过程看成是上述两步成像的过程，是波动光学的观点，后来人们称其为阿贝成像理论。阿贝成像理论不仅用傅里叶变换阐述了显微镜成像的机理，更重要的是首次引入频谱的概念，启发人们用改造频谱的手段来改造图像信息。

（b）(c)

(e)

图2 阿贝-波特实验

用平行相干光束照明一张细丝网格，在成像透镜的后焦面上出现周期性网格的傅立叶频由于这些傅立叶频谱分量的再组合，从而在像平面上复现网格的像。若把各种遮挡物如：光圈、狭缝或小光栏）放在频谱平面上，就能以不同方式改变像的频谱，从而在像平面上得到由改变后的频谱分量重新组合得到的对应的像。图中2（a）表示网格（正交光栅）所对应的频谱分布；2（b）是使用一条水平狭缝时透过的频谱，对应的像只包括网格的垂直结构。如果将狭缝旋转9°，则透过的频谱和对应的像如2（c）所示。若在透镜的焦面上放