浅说光子学华中农业大学

1、浅说信息光学浅说信息光学 20 20世纪这一百年中，光学经历了轰轰烈烈的世纪这一百年中，光学经历了轰轰烈烈的发展。经过近乎发展。经过近乎300300年漫长的射线光学、波动光学、年漫长的射线光学、波动光学、电磁光学发展阶段后，光学在上世纪末进入他的电磁光学发展阶段后，光学在上世纪末进入他的第四理论阶段第四理论阶段光子光学。光子光学。7070年代出现光纤技年代出现光纤技术，使光的应用达到难以想象的程度。其中，激术，使光的应用达到难以想象的程度。其中，激光科学（亦称量子电子学），成为其主流，其发光科学（亦称量子电子学），成为其主流，其发展主要在以下方面：展主要在以下方面：l电光学电光学l光电子学光电

2、子学 l量子电子学量子电子学 l量子光学量子光学 l光波技术光波技术 l光子学光子学 目前，光子学和光电子学的内容是相互重叠目前，光子学和光电子学的内容是相互重叠的，只是光子学更强调光子的作用。光子技术包的，只是光子学更强调光子的作用。光子技术包括光子的产生、传输、调制、放大、频率转换和括光子的产生、传输、调制、放大、频率转换和检测。光子作为信息载体应用于光通信、光信息检测。光子作为信息载体应用于光通信、光信息处理、光计算、光存储、光显示、光传感、光印处理、光计算、光存储、光显示、光传感、光印刷等方面；光子作为能量载体，在激光加工、激刷等方面；光子作为能量载体，在激光加工、激光核聚变、激光同位

3、素分离等方面已获得重大应光核聚变、激光同位素分离等方面已获得重大应用。用。 光学光学光子学光子学光子技术光子技术光子工业光子工业光子产业光子产业信息光学信息光学l全息照相全息照相l光信息处理技术光信息处理技术全息照相全息照相 全息术（全息术（holography）是利用光的干涉和衍射）是利用光的干涉和衍射原理，将携带物质信息的光波以干涉图的形式记原理，将携带物质信息的光波以干涉图的形式记录下来，并且在一定的条件下使其再现，形成原录下来，并且在一定的条件下使其再现，形成原物体逼真的立体象。由于记录了物体的全部信息，物体逼真的立体象。由于记录了物体的全部信息，包括振幅和相位因此称为全息术。包括振幅

4、和相位因此称为全息术。 1 . 全息照片的获得全息照片的获得 光的干涉光的干涉 2、全息照片的再现全息照片的再现光的衍射光的衍射 l（1）立体感强。）立体感强。 l（2）具有分割性。）具有分割性。 l（3）同一张全息干版可重叠多个全息图。）同一张全息干版可重叠多个全息图。l（4 4）改变全息照片位置或改变光波波长）改变全息照片位置或改变光波波长可使再现图像放大或缩小。可使再现图像放大或缩小。2、傅里叶光学傅里叶光学 光学信息处理光学信息处理 （1）阿贝成象原理阿贝成象原理 空间频率和空间频谱 、两次衍射成象 光学信息处理：指用光学的方法实现对输入信息光学信息处理：指用光学的方法实现对输入信息的

5、各种变换或处理。的各种变换或处理。两个黑白光栅互相垂直重叠成一正交光栅两个黑白光栅互相垂直重叠成一正交光栅 入射相干光经物面衍射后，在透镜的象入射相干光经物面衍射后，在透镜的象方焦平面一形成夫琅和费衍射图样；然后，方焦平面一形成夫琅和费衍射图样；然后，这些夫琅和费衍射图样作为子波源，它们所这些夫琅和费衍射图样作为子波源，它们所发出的子波在透镜的象平面上相干叠加形成发出的子波在透镜的象平面上相干叠加形成物的象。这种子波叠加的过程就是衍射，因物的象。这种子波叠加的过程就是衍射，因此整个成象过程就是二次衍射成象过程，这此整个成象过程就是二次衍射成象过程，这就是阿贝成象原理的基本观点。就是阿贝成象原理的基本观点。 2、空间滤波和光学信处理空间滤波和