实验1实时联合傅里叶相关识别

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完整版实验傅立叶变换光谱实验

实验3-3 傅立叶变换光谱实验实验简介：利用光的干涉现象，得到干涉图，经过傅立叶变换，在频域中得到光谱，这种方法得到的光谱称为傅立叶变换光谱，所用的仪器称为傅立叶光谱仪。

它的优点是：1. 它以大的圆形入射孔径代替普通光谱仪的窄的入射狭缝，在获得同样分辨本领条件下，它能从较大的立体角接受光源辐射。

2. 在一般分光光度计中，每一瞬间只能测量一个光谱元，而傅立叶光谱仪能在整个工作时间内，同时记录所有待测光谱元，这又进一步使接收器获得更多的辐射能量，提高接收信号的信噪比。

所以，它特别适合于光源较弱的红外光谱区，目前它已作为一种新型红外光谱仪广泛应用于红外光谱工作中。

实验目的：利用傅立叶变换光谱仪，测量常用光源的光谱分布。

实验原理傅立叶光谱方法利用干涉图和光谱图之间的对应关系。

通过测量干涉图和对干涉图进行傅立叶积分变换的方法来测定和研究光谱图。

和传统的色散性光谱仪相比较，傅立叶光谱仪可以理解为以某种数学方式对光谱信息进行编码的摄谱仪，它能同时测量、记录所有谱元的信号，并以更高的效率采集来自光源的辐射能量，从而使它具有比传统光谱仪高得多的信噪比和分辨率；同时它的数字化的光谱数据，也便于计算机处理和演绎。

正是这些基本优点，使得傅立叶光谱方法发展为目前红外和远红外波段中最有力的光谱工具。

它的研究、开发和应用已经形成了光谱学的一个独立分支——傅立叶光谱学，或称干涉光谱学。

傅立叶的变换过程实际上就是调制与解调的过程，通过调制我们将待测光的高频率调制成我们可以掌控、接收的频率。

然后将接收器接收到的信号送到调制器中进行分解，得出待测光中的频率成分及各频率对应的强度值。

这样我们就得到了待测光的光谱图。

调制和解调方程：调制方程：I( ) B( )cos(2 )d解调方程：B( ) I( )cos(2 )d1( 5 )――随光程变化的干涉图v ——表示最小波数B(v) ――复原光谱图强度分布实验内容1.利用激光调整迈克尔逊干涉仪，调出光的干涉条纹2.利用钨丝灯调出白光的干涉条纹，目的是找出光程差为零的位置3.去掉白光灯，放入被测光源，调整干涉条纹的方向和宽度4.调整参考激光光路，尽量减少两光路之间的相互影响5.调整电机转速，连接计算机，开始采集数据6.进行数据处理和傅里叶变换，输出光谱附录一：仪器原理基本结构目前大多数国内外的傅立叶光谱仪采用迈克尔逊干涉仪作为干涉装置, 立叶变换的核心部件。

傅里叶红外光谱实验原理

傅里叶红外光谱实验原理傅里叶红外光谱实验是一种常用的分析技术，其作用是在化学样品中探测分子的振动模式，进而得到样品结构信息。

傅里叶红外光谱实验原理基于原子核和分子原子之间的振动和旋转，其主要通过对样品的吸收和散射红外光的观察来实现。

本文将介绍傅里叶红外光谱实验原理的相关知识，以便读者更好地理解其实验过程。

傅里叶红外光谱实验原理基于分子的吸收和散射傅里叶变换红外光谱，主要包括傅里叶变换和热电偶测量两个步骤，其操作流程如下：1.傅里叶变换的原理傅里叶变换是一种重要的信号处理方法，适用于将时间域（时序）信号转换成频域信号（频谱）。

在傅里叶变换过程中，信号通过一系列算法转换成由频率和幅度组成的谱图。

这里所说的时间信号可以是声音、电磁波等各种信号，而傅里叶变换的结果可以用于模式识别、带通滤波等应用场景中。

2.热电偶测量原理热电偶是一种测量物质温度的设备，它基于热电效应的原理来实现温度测量，其主要测量原理是基于热电对流效应。

在热电偶的工作中，由两种不同材料制成的导电材料形成两个电极，当这两条电极中间有温度差时，会触发一定的电压信号。

这里说的“温度差”指的是电极A的温度比电极B的温度更高的情况。

热电偶在傅里叶红外光谱实验中的作用是测量样品中被光辐射后产生的热量（热量的大小取决于吸收光的化学物质），以便于对样品分子进行振动和旋转的分析和比较。

根据热电偶的工作原理，可以度量样品的表面温度和瑕疵，从而判断样品的性质和构造。

在傅里叶红外光谱实验中，热电偶是非常重要的测试设备之一。

傅里叶红外光谱实验还有一些其他重要的方面，包括样品制备和样品采集等。

下面将介绍这些方面的内容，以帮助读者更好地了解傅里叶红外光谱实验的相关知识。

1.样品制备（1）样品分离和净化：在常规的样品制备过程中，化学样品往往需要去除一些杂质和不必要的物质，以减少实验误差。

这通常包括从分离或提取的混合物中去除杂质或通过高效液相色谱（HPLC）纯化分离出纯化样本。

傅里叶实验报告

一、实验目的1. 了解傅里叶变换的基本原理和方法。

2. 掌握傅里叶变换在信号处理中的应用。

3. 通过实验验证傅里叶变换在信号处理中的效果。

二、实验原理傅里叶变换是一种将信号从时域转换为频域的方法，它可以将一个复杂的信号分解为一系列不同频率的正弦波和余弦波的叠加。

傅里叶变换的基本原理是：任何周期信号都可以表示为一系列不同频率的正弦波和余弦波的叠加。

三、实验仪器与材料1. 实验箱2. 信号发生器3. 示波器4. 计算机及傅里叶变换软件四、实验步骤1. 设置信号发生器，产生一个正弦信号，频率为f1，幅度为A1。

2. 将信号发生器输出的信号输入到实验箱，通过示波器观察该信号。

3. 利用傅里叶变换软件对观察到的信号进行傅里叶变换，得到频谱图。

4. 改变信号发生器的频率，分别产生频率为f2、f3、f4的正弦信号，重复步骤2-3。

5. 分析不同频率信号的频谱图，观察傅里叶变换在信号处理中的应用。

五、实验数据与结果1. 当信号发生器频率为f1时，示波器显示的信号波形如图1所示。

图1：频率为f1的正弦信号波形2. 对频率为f1的正弦信号进行傅里叶变换，得到的频谱图如图2所示。

图2：频率为f1的正弦信号的频谱图从图2可以看出，频率为f1的正弦信号在频域中只有一个频率成分，即f1。

3. 重复步骤4，分别对频率为f2、f3、f4的正弦信号进行傅里叶变换，得到的频谱图分别如图3、图4、图5所示。

图3：频率为f2的正弦信号的频谱图图4：频率为f3的正弦信号的频谱图图5：频率为f4的正弦信号的频谱图从图3、图4、图5可以看出，不同频率的正弦信号在频域中分别只有一个频率成分，即对应的f2、f3、f4。

六、实验分析与讨论1. 傅里叶变换可以将信号从时域转换为频域，方便我们分析信号的频率成分。

2. 通过傅里叶变换，我们可以得到信号的频谱图，直观地观察信号的频率成分。

3. 实验结果表明，傅里叶变换在信号处理中具有重要作用，可以应用于信号分解、滤波、调制等领域。

大学物理实验傅里叶分析实验报告

脉搏、语音及图像信号的傅里叶分析一、实验简介任何波形的周期信号均可用傅里叶级数来表示。

傅里叶级数的各项代表了不同频率的正弦或余弦信号，即任何波形的周期信号都可以看作是这些信号（谐波）的叠加。

利用不同的方法，可以从周期信号中分解出它的各次谐波的幅值和相位。

也可依据信号的傅里叶级数表达式，将各次谐波按表达式的要求叠加得到所期望的信号。

二、实验目的1、了解常用周期信号的傅里叶级数表示。

2、了解周期脉搏信号、语音信号及图像信号的傅里叶分析过程3、理解体会傅里叶分析的理论及现实意义三、实验仪器脉搏语音实验仪器，数字信号发生器，示波器四、实验原理1、周期信号傅里叶分析的数学基础任意一个周期为T的函数f(t)都可以表示为傅里叶级数：其中为角频率，称为基频，为常数，和称为第n次谐波的幅值。

任何周期性非简谐交变信号均可用上述傅里叶级数进行展开，即分解为一系列不同次谐波的叠加。

对于如图1所示的方波，一个周期内的函数表达式为:其傅里叶级数展开为：同理：对于如图2所示的三角波，函数表达式为：其傅里叶级数展开为：图1 方波图2 三角波从以上各式可知，任何周期信号都可以表示为无限多次谐波的叠加，谐波次数越高，振幅越小，它对叠加波的贡献就越小，当小至一定程度时(谐波振幅小于基波振幅的5%)，则高次的谐波就可以忽略而变成有限次数谐波的叠加，这对设计仪器电路是很有意义的。

实验内容1、傅里叶级数的合成（1）利用数字信号发生器产生频率分别为100Hz、300Hz、500Hz的正弦信号，并使其位相相同，振幅比为：1:1/3: 1/5,将上述三个信号，分别通过加法器输入到傅里叶分析仪，观察并记录其波形。

（2）利用数字信号发生器产生方波，输入到傅里叶分析仪，并将其与上述合成后的信号相比较。

两者有何差异？试分析引起的原因，应如何消除？（3）利用数字信号发生器产生频率分别为200Hz、600Hz、1000Hz的正弦信号,振幅比为：1:1/32:1/52，并且保证其相位相差180°，然后通过加法器输入到傅里叶分析仪，观察并记录其波形，并与数字信号发生器产生的三角波相比较。

应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析实验报告

应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析实验报告实验报告：快速傅里叶变换在信号频谱分析中的应用【引言】傅里叶分析是一种重要的信号处理方法，可将时域信号转换为频域信号，并且可以分解信号的频谱成分。

传统的傅里叶变换算法在计算复杂度方面较高，为了降低计算的复杂度，人们提出了快速傅里叶变换（FFT）算法。

本实验旨在通过应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析，研究信号的频谱特性。

【实验目的】1.了解傅里叶变换的基本原理，研究其在信号处理中的应用；2.学习快速傅里叶变换算法的原理和优点；3.通过实验操作，观察信号的频谱特性，分析实验结果。

【实验原理】1. 傅里叶变换（FT）：对于一个连续时间域信号x(t)，其傅里叶变换可表示为X(ω) = ∫[t=−∞,∞]x(t)e^(-jωt)dt，其中X(ω)表示频域上的信号分量，ω为角频率。

2.快速傅里叶变换（FFT）算法：FFT是一种离散时间域信号的频谱分析方法，具有较低的计算复杂度。

FFT算法使用了分治法的思想，将信号分解为较小的频谱分量，并通过递归计算得到完整的频谱图。

3.FFT算法的步骤：1)若信号长度为N，则将其分为两个长度为N/2的子信号；2)对子信号进行FFT变换；3)将两个子信号拼接起来，得到完整信号的频谱分量。

【实验步骤】1.准备实验材料和装置：计算机、FFT分析软件、信号发生器等；2.设置信号发生器的输出参数，例如频率、幅度等；3.连接信号发生器和计算机，打开FFT分析软件；4.在FFT软件中选择输入信号通道，设置采样参数等；5.开始实验，观察计算机屏幕上的频谱图；6.调整信号发生器的参数，重复第5步，记录实验结果；7.结束实验，关闭设备。

【实验结果与分析】我们选择了一个简单的正弦波信号作为输入信号，信号频率设置为100Hz，幅度设置为1V。

在进行频谱分析之前，我们通过示波器观察到一个明显的正弦波信号。

接下来，我们将信号输入到计算机上的FFT分析软件中，进行频谱分析。

傅里叶综合实验实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 深入理解傅里叶变换的基本原理及其在信号处理中的应用。

2. 掌握使用傅里叶变换分析信号的方法，包括连续时间信号和离散时间信号。

3. 通过实验验证傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、频谱分析等。

4. 了解傅里叶变换在光学、通信等领域的应用。

二、实验原理傅里叶变换是将一个信号分解为不同频率成分的过程。

根据信号是连续的还是离散的，傅里叶变换分为连续时间傅里叶变换（CTFT）和离散时间傅里叶变换（DTFT）。

本实验主要涉及CTFT和DTFT。

1. 连续时间傅里叶变换（CTFT）：将连续时间信号f(t)分解为无限多个正弦和余弦波的和，其数学表达式为：F(ω) = ∫ f(t) e^(-jωt) dt其中，ω为角频率，F(ω)为信号的频谱。

2. 离散时间傅里叶变换（DTFT）：将离散时间信号f(n)分解为有限多个正弦和余弦波的和，其数学表达式为：X(k) = Σ f(n) e^(-j2πkn/N)其中，N为离散时间信号长度，X(k)为信号的频谱。

三、实验仪器与设备1. 实验台：信号发生器、示波器、信号分析仪、信号处理软件等。

2. 光学仪器：傅里叶变换光学系统、傅里叶变换光学元件等。

四、实验内容与步骤1. 连续时间信号傅里叶变换实验：1.1 产生一个连续时间信号，如方波信号、三角波信号等。

1.2 使用信号发生器产生该信号，并通过示波器观察信号波形。

1.3 使用信号分析仪对信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱。

1.4 分析信号的频谱，观察不同频率成分的幅度和相位。

2. 离散时间信号傅里叶变换实验：2.1 产生一个离散时间信号，如序列信号、数字信号等。

2.2 使用信号处理软件对信号进行离散化处理，得到离散时间信号。

2.3 使用信号处理软件对离散时间信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱。

2.4 分析信号的频谱，观察不同频率成分的幅度和相位。

3. 傅里叶变换性质实验：3.1 验证傅里叶变换的线性性质，通过叠加不同信号，观察频谱的变化。

实现光学图像识别的基于液晶光调制器的联合变换相关器

１原理．
对上述联合变换功率谱再进行一次傅立叶逆变换。如图２所示在
光学相关识别是光学模式识别中的一种重要技术。主要包括匹配滤波相关器【简称ＦＣ和联合变换相关器（ｌ＿（Ｐ）简称Ｊｃ。但两者在原理Ｔ）和方法上存在明显的差异。光学联合变换相关识别是把待识别的目标图像和一个参考图像一起并列放置在傅立叶变换透镜的前焦面上，然后用准直相干光照明，在透镜的后焦面上得到两图像的联合变换傅立叶频谱，然后记录下该联合变换功率谱。该功率谱在线性工作条件下，其透过率正比于联合功率谱；然后再把它经过一次傅立叶逆变换，在输出平面上产生两个图像的自相关峰和互相关峰，通过对互相关峰的观察来判断输入的待数别的图像和参考图像是否相关。因此，在识别目标时，不用制作匹配滤波器，比匹配滤波相关识别要简单的多日。２联合变换相关原理．如图１所示，图中Ｌ为傅立叶变换透镜，待识别图像ｔｘ，．置于（。）Ｙ输入平面一侧，中心位于（ａ０，其一，）参考图像ｒｘ，。置于输入平面的（。Ｙ）另一侧，其中心位于（，）ａ０。用准直的激光束照射，并通过透镜进行傅立叶变换，在透镜后焦面上的振幅分布为：则
别图像和参考图像的互相关项，在反演坐标下，它们分别位于（２，一ａ０）和（ａ０处，２，）在输出平面上沿Ｘ轴分别平移一ａ２，２和ａ称为一级项，这两项正是所需要的相关输出信号。适当选取２值，ａ就能使相关输出信号从其他项中分离出来。对一级互相关峰的光强的测量可判断待识别图像和参考图像之间的相关程度，即相关峰越强则表明待识别图像和参考图像约相关。因此，在识别目标时，不用制作匹配滤波器。３实验光路及步骤．

傅里叶红外实验报告

傅里叶红外实验报告
傅里叶红外实验是一种常见的分析化学实验，它利用傅里叶变换原理，将物质的红外光谱图像转换为频率分布图像，从而得到物质的结构信息。

本次实验我们使用的是红外光谱仪，通过对样品的红外光谱进行分析，得到了样品的结构信息。

实验步骤如下：
1. 准备样品：将待测样品制成薄膜或粉末，并将其放置在红外光谱仪的样品室中。

2. 调整仪器：打开红外光谱仪，调整仪器的参数，如光源强度、光谱分辨率等，以保证实验的准确性。

3. 开始实验：启动红外光谱仪，让样品受到红外光的照射，记录下样品的红外光谱图像。

4. 分析数据：将得到的红外光谱图像进行傅里叶变换，得到频率分布图像，从中分析出样品的结构信息。

通过本次实验，我们得到了样品的红外光谱图像和频率分布图像，从中可以看出样品的结构信息。

例如，我们可以通过红外光谱图像中的吸收峰来判断样品中的化学键类型，如羰基、羟基、胺基等。

同时，我们还可以通过频率分布图像中的峰位和峰形来判断样品中的分子结构，如分子中的取代基、环状结构等。

傅里叶红外实验是一种非常重要的分析化学实验，它可以帮助我们了解样品的结构信息，从而更好地进行化学研究和应用。

实时傅里叶红外光谱

实时傅里叶红外光谱实时傅里叶红外光谱近年来，傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）在许多领域中被广泛应用，特别是在化学、物理、医学和环境领域。

FTIR技术的应用越来越广泛，因为它具有扩展性、非破坏性、精确性高、灵敏度高、选择性好、可重复性好、成本低等优点。

与传统的红外光谱测量方法相比，FTIR技术可以显著提高分析速度和检测灵敏度，而且可以在无需样品准备、不需要理论假设的情况下，得到精确和可靠的结果。

一、傅里叶变换红外光谱傅里叶变换红外光谱是一种常见的光谱分析技术，是基于傅里叶变换原理的一种技术。

在红外光谱中，物质吸收、散射或反射红外光的能量，会与物质分子结构的振动和转动相互作用产生关联。

通过测量被吸收、散射或反射的光强，就可以得到物质的红外光谱图谱。

傅里叶变换红外光谱的主要优点是：它可以同时测量所有的红外光谱，并且可以通过光谱测量得到红外光谱图谱。

并且傅里叶变换红外光谱可以提供准确和可靠的分析结果，并且具有高速度和高效率等优点。

二、实时傅里叶红外光谱实时傅里叶红外光谱是傅里叶变换红外光谱的一种应用。

实时傅里叶红外光谱可以用于实时监测红外光谱，对于一些需要快速、准确和即时的检测任务，例如水质分析、食品安全、环境控制等方面有着广泛的应用。

在实时傅里叶红外光谱的研究中，需要利用折射率的变化来获得样品的吸光度（或透过率，反射率），然后将其转移到谱数据。

实时傅里叶红外光谱技术具有光谱数据采集速度快的特点，因此可用于复杂环境下实时监测。

此外，该技术还可以用于最小化或消除实验条件的影响，包括样品大小、水分含量和环境温度等。

三、实时傅里叶红外光谱的应用实时傅里叶红外光谱可以应用于很多方面，如医学、食品安全、环境控制、材料科学等。

下面举例说明：1.医学：实时傅里叶红外光谱可用于诊断病理学，包括血压病、癌症等疾病的识别。

2.食品安全：实时傅里叶红外光谱可用于检测食品和水的安全性，包括检测细菌和有毒物质的存在。

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实验一：实时联合傅里叶相关识别1. 引言联合傅里叶变换(Joint-Fourier transform)是重要的相关处理，在指纹识别、字符识别、目标识别等领域已逐步进入实用化阶段。

本实验使用空间光调制器实现了实时光电混合处理，是典型的近代光学信息处理实验。

2. 实验目的学习马赫-曾特干涉系统的搭建和调试, 学习电寻址液晶空间光调制器的原理、光学特性和操作,了解联合傅里叶变换在光学上的实现及有关效应,体会光学信息图像识别的优越性。

3.基本原理3.1 联合傅里叶变换功率谱的记录联合傅里叶变换相关器（joint-Fourier transform correlator, JTC ）简称联合变换相关器，分成两步，第一步是用平方记录介质（或器件）记录联合变换的功率谱，如图1所示。

图中L 是傅里叶变换透镜，焦距为f .待识别图象（例如待识别目标、现场指纹）的透过率为f (x, y )，置于输入平面（透镜前焦面）xy 的一侧，其中心位于（-a , 0）;参考图象（例如参考目标、档案指纹）的透过率为g (x , y )，置于输入平面的另一侧，其中心位于（a , 0）。

用准直的激光束照射f 、 g ,并通过透镜进行傅里叶变换。

在谱面(透镜的后焦面)uv 上的复振幅分布为式中F 、G 分别是f , g 的傅里叶变换。

如果用平方律记录介质或用平方律探测器来记录图1 联合傅里叶变换功率谱的记录 []())1(),,(2exp ),(2exp 2exp ),(),(),(v u G au f i v u F au f i dxdy yv xu f i y a x g y a x f v u S ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--++=⎰⎰∞∞-∞∞-λπλπλπ谱面上的图形，得到即联合变换的功率谱。

当f =g (两个图形完全相同)时，上式化作亦即相同图形联合变换的功率谱为杨氏条纹。

3.2 联合傅里叶变换功率谱的相关读出第二步是联合变换功率谱的相关读出，参见图2。

用傅里叶变换透镜对联合变换功率谱进行傅里叶逆变换，在输出平面（傅里叶透镜的后焦面）ξη上得到式中o 1 和o 4分别是f 和g 的自相关，重叠在输出平面中心附近，形成0级项，它们不是信号。

而o 2和o 3为两个互相关项，即1级项，正是相关输出，在输出平面上沿ξ轴分别平移-2a 和2a ，因而与0级项分离。

如果f 和g 完全相同,相关输出呈现明显的亮斑(相关峰)。

从物理光学的观点来看，如果f 和g 完全相同，联合变换的功率谱为杨氏条纹，其傅里叶变换必然出现一对分离的1级亮斑和位于中心的0级亮斑;如果f 和g 部分相同(例如现场指纹和档案指纹),相关峰较暗淡,弥散较大;如果f 和g 不同,相关输出不呈现”峰”的结构。

因而相关峰及其锐度是f 和g 是否相关以及相关程度的评价指标。

)2(,),(),(),(*2exp ),(*),(2exp ),(),(222v u G v u G v u F au f i v u G v u F au f i v u F v u S +⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=λπλπ)3(.2cos 1),(2),(22⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=au f v u F v u S λπ())5(),(*),(),(]),2([*),(),(]),2([*),(),(),(*),(),()4(),,(),(),(),(2exp ),(),(432143212⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫--=---=-+-=--=+++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰∞∞-∞∞-∞∞-∞∞-∞∞-∞∞-∞∞-∞∞-∞∞-∞∞-βαηβξαβαηξβαηβξαβαηξβαηβξαβαηξβαηβξαβαηξηξηξηξηξηξλπηξηξd d g g o d d a f g o d d a g f o d d f f o o o o o dudv v u f i S o 其中3.3 相关器的实时化联合变换谱的记录和相关读出之间,有一个重要中介过程,即用平方律介质或器件将联合变换的复振幅谱转换成功率谱。

早期的实验中这一过程借助于感光胶片来实现,因而整个相关识别过程是非实时的。

近年来,借助于空间光调制器(Spatial Light modulation, SLM)使这一过程实时化,联合变换相关识别的优越性就体现出来了。

用于这一过程的SLM 有两类,第一类是光寻址的液晶光阀(LCLV),第二类是CCD 和电寻址空间光调制器的结合,例如磁光空间光调制器(MOSLM)和液晶显示器(LCD,早期称为液晶电视LCTV ，参见《附录》)。

本实验采用高分辨率CCD 和液晶显示器LCD 。

在第一步中用CCD 探测联合变换功率谱,并将其转换成为LCD 的透过率分布;第二步对LCD 的透过率函数进行傅里叶逆变换,并用第二个CCD 来探测相关输出。

功率谱和相关输出分别显示在两个CRT 上。

若CCD 的线度（例如宽度）A ´与LCD 的线度（例如宽度）A "不相等，记录和读出过程中傅里叶透镜的焦距f ´和f "不相等，可以证明相关输出中相关峰的平移量为4. 实验内容（参见图4）1. 调节激光管加持器，将激光束调节高度适中，水平（与台面平行），作为主光轴。

2. 调节所有光学元件(分光片, 反射镜, 空间滤波器, 双胶合透镜等等), 使它们达到光轴重合, 即共轴。

3. 放置一变密度盘2, 调节光路中光束的强度。

4. 光束通过空间滤波器3进行扩束。

调节针孔, 形成亮度均匀一致的圆斑。

5. 通过一个透镜4使光束形成平行光。

具体操作如下（可参考图3）: (a)将透镜一侧朝向空间光滤波器5(即宽边朝向空间光滤波器), (b)调整出射光斑, 使其在近处和远处(任意位置)的光斑大小基本一致, (c)把光学平晶放在出射光路, 使其与光轴在水平面内成一定角度。

在平晶的反射光路放一白屏, 观察其前后两表面的反射像的干涉图。

通过调节透镜的高度和前后距离, 使得干涉图的条纹最少。

这样就达到出射光束近似为平行光。

图2联合变换功率谱的相关读出 )6(.2a A A f f ⋅'''⋅'''=∆图3. 平行光调整光路6.用分光片6分出两束光路I、II, 使其互成直角。

在I光束中的调整7.得到平行光后, 在平行光里搭建马赫-曾德干涉系统(如图4-I光路)。

该系统由两个分光片7、12和两个反射镜9、8组成。

(a)将分光镜12放在两光束的交汇处A。

通过调节元件7、8、9,使光线在A处完全重合。

(b)旋转12使得透射光斑和反射光斑在较远处重合(可在元件12和13之间放置一傅里叶透镜, 通过调节12的俯仰微调使得透镜后的两聚焦点基本重合)。

通过手动微调使干涉图中的干涉条纹最少。

图 4. 系统光路 ( 1.HeNe激光器 2.圆形可调衰减器 3.空间滤波器 4.平凸透镜5.可变光阑 6.7.12.分光光楔8.9.反射镜10.11.目标识别板13.19.傅式透镜14.20 CCD 15.21 CRT显示器16.18偏振片17.空间光调制器（液晶片）)8.在B, C放置两个完全相同的物体10、11, 调节它们的位置使得它们在出射光中的像基本重合, 且两物体到分光镜12的距离相等。

9.使干涉图经过一傅里叶变换透镜进行第一次傅里叶变换。

(傅里叶变换透镜13的负透镜一方朝向分光片12, 透镜到B的距离约为f。

)。

10.用CCD14将聚焦像联合变换功率谱采集下来传输到电脑终端15上, 通过大恒图像软件对电寻址液晶空间调制器17进行调制。

在II光束中的调整11.在在本公司提供的空间光调制器17前后各放一个偏振片16、18, 调节16使通过的光信号最大，再旋转18使其偏振态与16正交。

12.在18后面放一傅里叶变换透镜19, 且透镜19到空间调制器17的距离约为f。

13.用CCD20采集相关输出信息, 传到显示终端21上。

※调节技巧与关键部分原理※1．空间滤波器的使用由于激光器谐振腔镜的衍射和发光机理导致出光光强不均匀和衍射杂斑的出现。

为了减小这些干扰，得到均匀的光斑，我们采用空间滤波器来代替普通的扩束透镜。

其原理是采用小孔滤波的方法，保留相对均匀的0级光斑。

在小孔滤波时，我们需要进行准直。

方法是先把滤波器上反过来利用物镜做括束，让括束光斑以之前的激光器准直用的光阑中心为圆心，这样就能保证光斑中心和激光光束共轴了。

把滤波器再掉转，按上述方法使共轴，加上针孔，转动螺纹副使物镜向针孔运动，同时二维调节针孔，这时能在针孔后方出现小孔衍射图样。

当运动到某一位置时，便能得到明亮均匀的光斑。

2．分光光楔的安装为了避免分光片上下面反射形成的干涉干扰，我们选用分光光楔来分开两路反射光，为了确保实验光路的等高，楔面应该水平放置。

半透半反面的选择可利用镜面反射原理，用某物离近镜面，判断成像远近来区分光楔两个面。

3．马赫-曾特干涉系统的搭建一定要注意透射光与反射光的重合不只是意味着在某一处重合，而是在远近都要找重合。

技巧是在调节远处的重合时，动光楔的二维调节; 在调节近处的重合时，调节作为反射光路的反射镜，直到远近都重合时，便能得到干涉条纹。

作为透射光一路的反射镜不动。

4．目标识别物板的放置二个识别物板分别放在马赫-曾特二臂中，其中一面是利用分光光楔的反射原理，所以在放置时要反着放，即一个是大恒，另一个是恒大。

在放置识别板和下面的移动台时，一定要保证与光路垂直。

因为实验的基本原理是要分析物与鉴别物的相关性，放置不好则在移动时影响时不变系统。

5．空间光调制器原理及使用在分光光楔后放置一个傅里叶变换透镜，透镜的前焦面放置透射光光路的目标识别物板，透镜的后焦面是相关识别的谱面，在电脑上，我们能够接收到它的功率谱。

空间光调制器的作用是通过分频器把功率谱的图像加载到液晶片上，相当于一个图像光栅，从而对它做一次新的傅里叶变换得到相关峰的谱。

一定注意的是，第二次傅里叶变换不要和傅里叶逆变换搞混，在SLM上加载的是第一次傅里叶变换功率谱的像，在第二次变换中，它是一个新的物。

另外，在使用SLM时，应在前后各加一个偏振片，旋转之一，保证二片正交。

5. 实验报告要求要求采用学校的实验报告书（16开），如打印也应采用实验报告书的版头（A4纸）。

报告内容按如下格式撰写：一、实验目的与要求二、实验方案三、实验结果和数据处理四、结论五、问题与讨论6. 思考题(1) 实验中，针孔滤波器作用和原理分别是什么？(2) 讨论影响准确识别的主要因素。

(3) 若要使输出平面上各项分离，输入平面上的函数f和g的中心距离2a应满足什么要求？（设目标物和识别物宽度均为W）(4) 液晶显示器两侧的偏振片起何作用？它们的偏振方向有何关系？附录空间光调制器和液晶显示器(LCD )1．光学信息处理的特色光学信息处理系统处理光波荷载的信息。