说明光学绪论

1、信息光学朱卫华河海大学理学院 参考文献1、李俊昌等.信息光学理论与计算,科学出版社。4、陶世荃等.光全息存储,北京工业大学出版社。5、宋菲君.近代光学信息处理,北京大学出版社。6、竺子民. 光电图像处理,华中科技大学出版社。7、郑光照. 光信息科学与技术应用，电子工业出版社。8、宋菲君. 信息光子学物理，北京大学出版社。2、Goodman JW .傅里叶光学导论 (秦克城译)电子工业出版社。3、吕乃光 .傅里叶光学,机械工业出版社。 第一章作业P321.4用宽度为a的狭缝，对平面上光强分布扫描，在狭缝后用光电探测器，求输出强度分布。补充题绪 论 一 引言三 相衬显微镜相关知识四 全息照相五 摄

2、影镜头的综合评价的方法-光学传递函数二 空间滤波仿真实验演示六 光信息科学与技术与应用介绍绪 论 光学是一门较早发展的学科，它在科学(量子论、相对论）与技术的发展史上占有十分重要地位。近几十年来，由于光学自身的发展以及和其它科学技术（如电子技术、计算机技术等）的广泛结合与相互渗透，传统的光学在理论方法和实际应用(如信息的存贮,光纤通信)上都有了许多重大的突破和进展，形成了许多新的分支学科或边缘学科。 一 引言 1935年F.Zernike相衬原理的提出 1948年D.Gabor全息照相术的发明 1955年H.H.Hopkins光学传递函数理论的建立 1960年T.H.Maiman红宝石激光器的

3、诞生 它们是现代光学发展中的几件大事，连同60年代以后由 于各种激光器的研制成功而迅速发展起来的非线性光学、纤维光学、集成光学等诸方面，使现代光学广泛地活跃在现代科学技术的许多部门。 表征现代光学重大进展的另一件大事，是P.M.Duffieux 1946年把傅里叶变换的概念引入光学领域，由此发展成现代光学的一个重要分支傅里叶光学（信息光学）。它应用线性系统理论和空间频谱的概念，分析光的传播、衍射和成像等问题。信息光学用改变频谱的方法处理相干处理系统中的光信息；用频谱被改变的观点评价非相干成像系统的像质。信息光学促进了图像科学、应用光学和光电子学的发展。可以认为它是光学、光电子学、信息论和通讯理

4、论的交叉学科。光学薄膜和光学晶体是现代科学技术中不可缺少的重要器件，用途非常广泛。研究光在光在薄膜中的反射、折射、偏振及光谱特性，以及晶体对光波的双折射和偏振效应，分别构成了薄膜光学和晶体光学的重要内容，也是现代光学的重要组成部分。当今社会是信息社会,信息技术正在改变着人类社会.在各种各样的信息技术中,光信息技术的地位越来越重要,作用也越来越突出。在信息的产生、采集、显示、传输、存贮以及处理的各个环节中，光信息技术都扮演着重要的角色。光信息科学与技术是光学和信息科学相结合的一门学科。二 空间滤波仿真实验演示同学们回去操作练习相衬显微镜是一种特殊的显微镜，特别适用于观察具有很高透明度的对象，例如

5、生物切片、油膜和细菌等。光波通过这些物体，往往只改变入射光波的位相而不改变入射光波的振幅，由于人眼及所有能量检测器只能辨别光波强度上的差别，也即振幅上的差别，而不能辨别位相的变化，因此用普通显微镜是难以观察到这些物体的。三 相衬显微镜相关知识脸颊上皮细胞的相衬显微镜下的图像相衬法是通过空间滤波器将物体的位相信息转换为相应的振幅信息，从而大大提高透明物体的可分辨性，所以从这个意义上说，相衬法是一种光学信息处理方法，而且是最早的信息处理的成果之一，因此在光学的发展史上具有重要意义。1935年泽尔尼克根据阿贝成像原理，首先提出位相反衬法，由改变频谱的位相以改善透明物体成像的反衬度，1953年泽尔尼克

6、因此获诺贝尔物理学奖。这是诺贝尔物理学奖中少数几项与光学有关的奖项之一.目前，在大多数高级光学显微镜中都使用了相衬技术，而它也被广泛应用于为透明标本如活体细胞和小的器官组织提供对比度图像。 使用4F相关器实现相衬功能的光路图四 全息照相 利用透镜成像原理，仅记录了物光中的振幅信息，无立体感。普通照相利用光的干涉原理，记录了物光中的全部信息-振幅和位相，有立体感。全息照相全息照相是由美国科学家伯格在利用X射线拍摄晶体的原子结构照片时发现的，并与伽柏一起建立了全息照相理论：利用双光束干涉原理，令物光和另一个与物光相干的光束（参考光束）产生干涉图样, 用感光底片能同时记录下位相和振幅，就可以获得全息

7、图像。 伽伯的实验室关于全息防伪商标的视频2iPhone的全息五 摄影镜头的综合评价的方法-光学传递函数正弦光栅研究镜头对正弦变化的图形的反映，就可以研究镜头的性能 光学传递函数（OTF=MTF+OTF） 镜头信息传递系统 被拍摄景物反射出来的光线是它的输入信息，而胶片上的成像就是它的输出信息。一个优秀的镜头意味着它的输出的像忠实的再现了输入方景物的特性。MTF (Modulation Transfer Function) 对比度 最大亮度与最小亮度的差与它们的和的比值PTF 相位传递函数 =输入正弦信号与输出信号的相位差调制传递函数MTF MTF综合反映了镜头的反差和分辨率特性， MTF是用

8、仪器测量的，是目前最为客观最为准确的镜头评价方法。*被摄物体或画面影像中,明亮部分与阴暗部分的亮度差就叫反差。 随着空间频率增高，MTF值逐渐下降，直到趋于0。人眼对MTF为0.05的影像尚能分辩，而当MTF低于0.02时就完全不能察觉了。这样，通过MTF曲线的绘制， 镜头的反差和分辨率就都成为可测量的了。反差分辨率红色好好绿色不好好蓝色好不好变焦镜头的MTF光信息科学与技术与应用介绍一、光信息科学基础 1、线性系统理论 2、光学变换理论 3、光传播理论 4、光成像理论基础篇二、光信息技术基础 1、激光技术 2、空间光调制器 郑光照. 电子工业出版社基本技术篇一、光信息的采集和显示技术光信息的

9、采集 1、光电信息变换法 光电信息有直接对应关系，如数码相机。 单镜头反光同轴式2、光信息编码法 按一定的规律把图像的信息映射到某一空间，再把映 射信息转化为电信息或光信息。这里的电信息（光信息）对应的不是图像本身的信息，而是映射信息，因此在重现过程中直接重现的往往不是图像本身，而是其映射的结果。如果需要重现图像的话，就必须通过一定的重建方法来实现。这种方法常用于光学信息处理。比如，通过傅里叶变换，空间信息变为频域信息。1、CRT阴极射线显示器（电子束扫描），传统的电 视机，电脑显示器。2、液晶显示器 结构简单，在两片敷有透明导电电极的平板玻璃夹层中装入一种具有液体性质而光学上具有晶体性质的物

10、体（液晶），在透明电极上加上几伏至几十伏的电压，电极之间的透光率、色彩、反射率就会发变化。光信息显示史上第一台第一台使用液晶顯示器的可攜式電腦(Laptop computer)為1981年EPSON HX-20, 1983年量產.第一台筆記型電腦(Notebook)為1989年NEC UltraLite第一台可攜帶式的液晶電視為1985年CASIO TV-212、液晶显示器优点液晶显示器的突出优点是电压低，功率小，可与集成电路配套使用，体积小。此外，在明亮的条件下能得到使人满意的对比度、色彩。但它的工作温度范围小，一般在050度，目前制作大面积的平板显示器有一定的困难。3、等离子显示板 在两块

11、平板玻璃中封入电离发光的氦（He）、氖（Ne）、氙（Xe）等种类的惰性混合气体，在透明电极上加上几百伏的电压，电极之间电场使气体电离发光。它最适用于组装成大屏幕显示屏，多用于体育场、军事指挥中心。二、光信息的传输技术1、光纤通信技术光纤连接器、光分路耦合器、波分复用器件、光隔离器、 光开关.三、光信息存贮技术1、光盘的存贮原理2、光盘存贮器设备中的光学系统2、无源导波器件四、光信息的加工及其处理技术1、空间滤波2、照相图像的恢复3、假彩色编码-用黑白胶片保存彩色像4、图像增强五、光学图像特征识别其它 应用技术篇一、光学计量技术1、全息干涉计量2、全息散斑计量二、全息术1、白光再现全息图2、计算全息3、模压全息技术四、条形码技术 条形码系统是按照特定格式组合起来的一组宽度不同的平行线条，其线条和间隔代表了某些数字符号，用以表示某些信息。这种代码非常容易使用简便的阅读器装置进行识别，经过阅读设备的光电转换的信号只需经过简单的接口电路即能输送到微型机等数据处理装置，进行信息的处理。三、层析成像技术1、投影数据和拉冬变换2、图像的重建3、图像的光学模拟重现五、红外技术 红外技术一开始主要用于军事方面，近年来随着红外技术的发展，特别是一些新型的红外探测器和成像器件的陆续问世及其成本的不断下降，使得红外技术的应用范围大大扩展。在一些技术发达的国家，红外技术不仅用于军事、科学研究、工