信息光学-总复习.ppt

1、信息光学复习，第一部分：基本概念，二次元傅里叶变换，函数f(x，y )可以绝对地堆积在整个x-y平面上，并且di条件(有有限个间断点和极值点，没有无限大的间断点)，定义函数，f(x，y): fy)=A(fx，fy)e jf (fx，fy 如果选择了线性系统定义：3360 g1(x 2，y2)=f1(x，y )，则将此系统称为线性系统。 a1 f1 (x，y) a2 f2 (x，y)=a1 g1 (x2，y2) a2 g2 (x2，y2 )，将对输入的脉冲函数的系统输出称为冲击响应。线性系统、冲击响应函数的F.T .被称为传递函数，=h(x，y )、线性不变系统的投入产出关系：空间域：采样定理、

2、采样定理：以及在函数g (x，y )不超过Bx和的情况下对原函数进行采样时，在x方向和y方向上的采样点的最大间隔X 1/(2 Bx ) Y 1/(2 By )被称为Nyquist间隔，或者由于采样频率为2Bx和2By，其空间频率不能低于平面波的空间频率，而u ()感兴趣的是其空间变化部分，因此引入复振幅U(P):以复杂方式来表示光场有时可能导致串扰有助于简化u ()的U(P )表示空间中每个点的幅度|U(P)|=|a(P)|和相对相位arg(U)=j(P )为关于单色平面波的j(P)=kr . 菲涅耳衍射的三种表示形式是U(x0，y0) * hF (x，y)=U(x，y )、A0(fx，fy)

3、 HF(fx，fy)=a。 系统的冲击响应是：系统的传递函数是：exp(jkz)exp-jplz(fx2 fy2 )，夫琅和费衍射，以及与传播距离z和观察平面坐标相关的相位因子除外。 在规定距离z的平面上的衍射场的分布与衍射屏成比例的衍射图案的光强度分布：与开口透过函数的功率谱3360成比例，定义了衍射图案的复振幅分布：透镜的相位变换作用、透镜的复振幅透过率：P2面是收敛球面波分布3360， P1面是发散球面波分布：透镜的相位变换因子：透镜的傅立叶变换性质，如果观察面是照明光源的共轭面，则物面(输入面)和观察面(输出面)的关系是傅立叶变换关系，即观察面上的衍射场都是夫琅和费型。 我们特别关注镜

4、头前聚焦面、平面波照明(q=f、d0=f )的特殊状况。 此时，如果用单色的平面波照明物体，并将物体放置在镜头的前聚焦面上，则能够在镜头的后聚焦面上得到物体的正确的傅立叶变换。 透镜的后焦点面称为光谱面。 如果成像系统的影像质量仅受有限大小的光瞳的衍射效果限制，则被称为“衍射限制”系统(diffraction-limited system )，被衍射限制的相干成像系统的点扩展函数是光瞳函数的傅立叶变换，衍射限制系统不会线性变化图像的复振幅分布是几何光学系统，其衍射受到限制的图像形成系统、相干传递函数3360相干图像形成系统的点扩展函数的傅里叶变换、以及Hc和系统配置残奥计的关系3360，相对于

5、实际的光学系统，具有由光瞳的大小所决定的有限通带。比例变化(difx，dify )决定截止频率f0 .非相干影像学系统的点扩展函数，也称为强度冲击响应、强度点扩展函数，是由点物引起的衍射斑的强度分布。强度点扩展函数与相干影像学系统点扩展函数的关系：非相干影像学的物像关系：光学传递函数(OTF) :强度点扩展函数的归一化光谱、OTF的一般性质、2 *(fx，fy)=(-fx， 对于真实偶函数的F.T .是真实偶函数、中心对称的光瞳(光瞳函数是真实偶函数)，OTF=MTF .空频率是f0，调制比是m的佟弦线经过非相干影像学系统，成为空频率f0，被调制、立体照相的基本思维方法、物光： O、 参照光：

6、 R两者干扰作用而形成干扰作用条纹的光强度I : I (O R)(O* R* )在记录二波干扰作用图案时成为立体照相。 立体照相的复振幅透射率为： t (O R)(O* R* ) .展开后有4个，关注其中2个：由R*O和RO* .平面波构成的立体照相称为立体照相晶格平面波和球面波，或球面波和球面波，形成的全息图称为全息图带板，全息图的分类如下： 按记录介质的厚度为：薄(平面型)立体照相厚度(体积型) 按立体照相透射率函数的性质按：振幅型相位型混合型记录与再现的光路配置分类：按透射型反射型再现照明条件分类：按记录介质相对于激光再现白光再现物体的位置分类：菲涅耳立体照相(记录介质相对于物体的距离满

7、足菲涅耳近似而得到的立体照相) 像面立体照相夫琅和费立体照相傅里叶变换立体照相(利用镜头的傅里叶变换性质，生成物体的频谱，导入与参照波干扰作用所获得的立体照相)、相干光学信息处理、最基本的系统高通滤波器：可通过的频率， 只是特定频带内的频率成分、滤波器的分类和应用例，在简单的复杂滤波器中，在低通滤镜：能够通过的频率上存在上限截止频率f0，|频率| f0的区间信号能够无失真地通过，并且全部被封摇滾乐， 关于图像中的已被去除射频波噪声的激光束的空间过滤烟嘴等高通过滤烟嘴3360可通过的频率，考虑了仅利用诸如图像边缘增强等带通滤波器3360在某个特定频带内的频率成分从半色调图像中去除网格等，然后进行

8、方向过滤烟嘴， 相位过滤烟嘴：改变傅里叶频谱的相位分布，不改变振幅分布的一维度馀弦格子：实现图像的加法、减法的复合拉星空卫视：实现图像加法、减法、微分。 匹配滤波器：实现输入与营销对象图像的相关运算。第二部分：基本技能、简单和复合孔径的数学描述、力矩孔、圆孔、单缝、相位板等它们的中心位置、缩放率及其他残奥仪、ejp、d(x-x0 )、简单和复合孔径的数学描述、多孔质、多缝、线光栅、侑弦光栅等这些个的各种残奥仪多狭缝和矩形光栅的狭缝宽度、狭缝间距、狭缝数、佟弦光栅的空间频率、调制比、大小，可以通过单个孔径函数和d-函数或梳状函数的日式榻榻米合并再现性的孔径、脉冲函数的运算、积性质： 任何函数与d

9、-函数的乘积为振幅可变化的d-函数，其包括f(x)*d(x - x0)=f (x - x0 )、脉冲函数日式榻榻米捕获：将任何函数与d-函数的日式榻榻米捕获进行日式榻榻米捕获与相关的计算、有限振幅的两个函数，以及在捕获后的振幅通常为两个日式榻榻米读取的位移是不变的： f(x)*h(x)=g(x )、f(x-x0)*h(x f(x)*d(x - x0)=f (x - x0)、包含脉冲函数的日式榻榻米读取：基本日式榻榻米读取： rect(x)*rect(x)=tri(x要求是傅里叶变量) 利用图来校正较复杂的函数的日式榻榻米卷积和傅立叶变换，利用傅立叶变换的性质和定理来计算较复杂的函数的傅立叶变换

10、和日式榻榻米卷积，并且可以用图解表示空间比例：平移定理、频率位移和卷积定理，并且可以将变量函数的变换相分离(例如，sinc ) 注意，平面波和球面波的复振幅的数学描述，平面波：a，k，a，b，q分别表示什么，并且在给定光强时该如何表示，球面波方程表示从s发散的球面波，z 0，上方程表示向s收敛的球面波，并且简单孔径和晶格的夫琅和费衍射图样照明条件：振幅为a的单色平面波垂直照明、透镜聚焦面复振幅分布：仅考虑后焦点面上的光强度分布时，作为物体分布t的单缝、双缝、矩形光栅、侑弦光栅等，需要制作与单纯瞳孔的相干/光学传递函数相对应的截止频率， 非相干截止频率是相干截止频率2倍，例如射出光瞳为边长l的正

11、方形3360、相干截止频率3360、相干传递函数3360光瞳位置的变化引起的传递函数的变化被留心，立体照相的记录和再现波面记录、曝光光强度为：I (y )=U (x，y )U * (x，y )=O2 R2 OR* O*R，式中的tH (x，y )=|O2 R2 OR* O*R，式中的立体照相的记录与再生波面再生：立体照相学基本方程，照明光波C (x，y )=C 0 (x， c0o0r0expj和c0o0r0exp-j是什么意思？是什么意思？ 用解析法和解法处理线性空不变系统的投入产出问题、*、=、空域、频率域、用解析法和解法处理衍射限制系统的成像问题、给出物理函数(复振幅或者光强透射率)、给出写该光谱函数的光学系统的残奥表、然后写出该相干传递函数或者光学传递函数、素描校正算出了相应截止频率的图像(复振幅或强度)的光谱，对相应的空间分布进行逆运算，或者在以格拉夫表示的相干照明中，根据图像的复振幅分布再次求出图像强度，在非相干照明中，根据特定的空频率的佟弦成分的MTF值直接求出对应的图像条纹的调制比请注意区分相干照明和非相干照明、立体照相的记录和再现、记录：正确书写物光o和参照光r的复振幅表现形式很重要两者干扰作用形成的立体照相的复振幅透射率与(O R)(O* R* )成正比。 展开的话有4个，关注其中2个。 R*O和RO*； 关于立体照相衍射光栅的