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信息光学复习提纲华南师范大学

2019-11-18 6页 doc 800KB 14阅读

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信息光学复习提纲华南师范大学(1.10.25)信息光学复习提纲(自编)第一章二维线性系统空间频率的定义是什么?如何理解空间频率的标量性和矢量性?空间频率分量的定义及表达式?2.空间频率概念光波的表示式为:」(x,y,z,t)=4(x,y,z)e」」物理意义:①当a,Ejy900时fx,j.,(x,y,z)ejKr-」0(x,y,z)ee表示当a,EJ>900时fx,fy,fz0,k沿正方向传播;(1.10.2)显然,光波是时间和空间的函数,具有时间周期性与空间周期性。对于单色光波。②标量性,当a/时,当a、时,时间量空间量表示fy,fz<0,k沿负方向传...
信息光学复习提纲华南师范大学
(1.10.25)信息光学复习提纲(自编)第一章二维线性系统空间频率的定义是什么?如何理解空间频率的标量性和矢量性?空间频率分量的定义及表达式?2.空间频率概念光波的表示式为:」(x,y,z,t)=4(x,y,z)e」」物理意义:①当a,Ejy900时fx,j.,(x,y,z)ejKr-」0(x,y,z)ee表示当a,EJ>900时fx,fy,fz0,k沿正方向传播;(1.10.2)显然,光波是时间和空间的函数,具有时间周期性与空间周期性。对于单色光波。②标量性,当a/时,当a、时,时间量空间量表示fy,fz<0,k沿负方向传播。2二-=2・t」v=—T时间角频率2--K=2「:f=——cos.zTx空间角频率条纹密条纹疏其中:v----时间频率T—时间周期其中:f---空间频率Z-----空间周期可见3.平面波的表达式和球面波的表达式?3.平面波的表达式①单色平面波的Ux,y,z,t=山cos=口0e」"・:条纹越密(dx小),衍射角越大条纹越疏(dx大),衍射角越小4、球面波的表达式i'-'t-krejk"=U(x,y,z)e单色球面波的复振幅式中复振幅为:U(x,y,z)=P°ejkr,=*expIjkxcos。“cos,』zcosI令xcos::£-ycos「zcos=c可见:等相面是一些平行平面②任一平面上的平面波表示式发散波:(k与,一致)U(x,y,z,t)=a°ejkre«=U(x,y,z)ej*r30jkrUx,y,z=—e会聚波:(k与?反向)(1.10.5)U(xy,z尸此expjkzcos?expjk(xco故+yco申计■co?、zco?E“,expjkxcos:Lycos:=、0ex=U0expIjkxcos上■ycos:IUx,y,z,t=耳£小寸"=Ux,y,ze^七r令xcosct一ycos:=c可见,等位线是一些平行线(1.10.36)式中:Ux,y,^a°eJkr(1.10.6)r=.(x—x。)2•(y—y°)2(z—弓)2③用空间频率表示的平面波公式1cosOf1cosP,f,Tx7Ty-UpzEexpjZ^^xEygz\A人A刀■fx1cos:T?Ux,y,z=」0exp〔j2-:f;xfyyfzz⑵球面波光场中任一平面上的复振幅分布设球面波中心与坐标原点重合,振幅为Ux,y,z1=0°ejkr=一exp.jkz11-rIL%则x,y平面上的复'芒翌expjjkz1expjkz1x2•y22z;x2•y22z1=U0exp!jkx2.y2物函数的复振幅,其傅氏变换对为QO十fyy「dxdyxxfyydfxdfy相干照明下物函数复振幅的表示式及物理意义?非相干照明下物光强分布的表示式及物理意义?1、相干照明设f(x,y火oaFfxfyIifx,yexp「j2二fxXf一cOfx,y=Ffx,fyexp.j2二f可见:物函数f(x,y)可以看作由无数振幅不同方向不同的平面波相干迭加而成。即:f(x,y以分解成振幅不同,方向不同的无数平面波2、非相干照明设f(x,y)为非相干照明下的物函数(强度分布),其傅氏变换为:QOfx,y|:||Ffx,fyexpj2二fxxfyydfxdfy-oO•.Ffx,fy)=Ffx,fyexpj:fx,fy代入上式得:,伉刃=JJ此《£)叫[奁富(小-ffltn光强分箱f(x,y)可以分解为大量余弦基元的加权组合。将输入函数分解为许多不同位置的函数的线性组合,每个脉冲按其位置不同分别加权然后叠加起来,就得出系统对输入函数的整体响应。(注意:与线性叠加的意义相似,不同的是它不随位置变化而变化----线性空不变。)线性系统的定义线性系统的脉冲响应的表示式及其作用1.线性系统的定义若对所有的输入函数f1(x,y/口f2(x,y刑复常数a1,a2,输出满足下列关系式:霜x,ya?f2x,y;=a;fx,y}&fx,y/(1.3.5)则称系统为线性系统。(组合的响应(变换)T响应(变换)的组合}8.何谓线性平移不变系统线性不变系统:时间不变系统空间不变系统时间不变系统:不同时间输入同一信号,其输出信号(函数)形式不变。即对于相同的输入信号,其输出信号不随输入时间的改变而改变。空间不变系统:人不因站的位置不同而使象有所改变,站在中间的人和两旁的人,拍出来的象都不变形。卷积的物理意义物理意义:非相干光照明下的光强分布f(x,y),可以分解成无数不同取向,不同空间频率,不同幅值的余弦形式的强度分布,即可以分解成无数对幅值各自相同,方向对称的平面波。^2co^=eja^-^一对平面波]式中:hx2,V2,=Lx〔-,y〔-/(1.5.5)—称为系统的脉冲响应。上式表明:线性系统的性质完全由脉冲响应函数来决定,对于h(x2,y2;)已知的系统,任何输入函数所对应的输出函数都可以用上述积分求出。物理意义:对于一个线性成像系统,只要知道了物场中各点的像,则任何物的像便可求出。(1)线性不变系统的定义。输入f(x,y),通过系统后,其输出为gx,y即:g(x2,y2)=“f(为贝)}如果f(x,y)有一位移(&,n),其输出的函数形式不变即:gW—&必5)=£有仪1—则该系统称为不变系统。线性平移不变系统的传递函数及其意义线性不变系统的传递函数初=/(”)*用分)取傅氐变换得:曲3卜烦耳j]fe(x,y)EKp工+fry)~\dxdy称为系统的曲通函致f亦称为感率响应函敝。(1即「输出我谓,孔卜辅入原谓Y侍"财仞乘租即输山函可通过季。(九志)的逆食换得叭挹繁h的卷耕遥算交成荷单的乘初运算.线性平移不变系统的本征函数(有两个本征函数,08级填空题)f(^y)=QQ^(fax+fbyj第二章光的标量衍射理论衍射的定义衍射规律是光波传播的基本规律何谓衍射:索末菲定义:不能用反射或折射来解释的光线对直线光路的任何偏离惠更斯一菲涅尔定义:光波在传播过程中波面受到限制,使自由完整的波面产生破缺的现象称为衍射现代定义:光波在传播过程中不论任何原因导致波前的复振幅分布(包括振幅分布和位相分布)的改变,使自由传播光场变为衍射光场的现象,都称为衍射。2.惠更斯-菲涅耳原理(08级简答填空题)任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源,各自发出球面次波;在以后的任何时刻,所有这些次波波面的包络面形成整个波在该时刻的新波面。惠更斯原理的数学表达式:K(”trE=dE=C—^cos2二(一-一)dSrT■设P0点是点源P'发出的一个球面单色波阵面的瞬时位置,P点是光扰动待定的一点。按惠更斯一菲涅耳原理,得R点面元对p点扰动的贡献为:AejdUP=CK口——Frjkr—dsrp点的总扰动为:A/此UP=CK「——ds1rr式中:c为常数,K(e)为倾斜因子3.衍射的基尔霍夫公式及其线性表示Up_1Aejkrcosn,r—cosn,rjkre—dsrejkrUP0K——dsrCO线性表示:Ux,y=Ux0-oO,y。hx-x。,y-y°dx0dy0观察平面上光场的复振幅分布,等于孔经平面上透射光场的复振幅U(x0,y0)与脉冲响应hx—x0,y—y0)的卷积因此,衍射系统可以等效于一个线性空不变系统,故可用线性系统理论衍射现象,学互相结合的纽带之一。菲涅耳衍射公式及其近似条件这一结论是傅里叶变换与光1-u__exp(jAz)||U(x0Ty0)XexpJ腹J22工一处)+冷一打)713•|22菲涅耳衍射条件:zx-X。.y-y°4满足该条件的区域称为菲涅耳区5.菲涅耳衍射与傅立叶变换的关系1.U^x^yi=expIjkzIexj)J如菲涅尔衍射公式的傅里叶变换表达形式可见:观察平面上的复振幅分布正比于・・jk22U(x0,y°)exp.|《一(X0+y°」的傅里叶变换,观祭平面上光场的函数分布随着z增大会发生变化。6.会聚球面波照明下的菲涅耳衍射即沿z轴亮暗交替为了消除菲氏衍射中exp—X2一2z+y《)「的影响,可以采用会聚球面波照明的方法U3y)=cexptyk)expjkexp一jkX2+Y(勺光)}即:观察屏上的菲涅耳衍射图样的复振幅分布与衍射屏上的复振幅透过率的傅里叶变换成正比。7.夫琅和费衍射公式1k2口"=?1叩jkzexP_j2zXIL2z2,,j2-,,+y)•门U(X0,y°)exp|(x%+y^)dxd*HYPERLINK\l"bookmark105"\o"CurrentDocument"-皿…z」-oO夫琅和费衍射的条件及范围2z10或:(X22z2、y°)二10夫琅和费衍射与傅立叶变换的关系exp(jkz)expjx2y2、Pg*):表明:观察屏上光场复振幅分布正比于衍射屏上透射光复振幅分布的傅里叶变换。特殊地:当用单位振幅平面波垂直照明衍射物时衍射屏平面上透射光场的复振幅为:UXo,y0=1tX0,y0=tXo,y0sinc矩形孔的夫琅和费衍射exp(jfc)exp.abIx,y衍射平面的光强度为:、2sinc2iaxsinc2地11.圆孔的夫琅和费衍射U(r)=1/I、•k2;口I,ka2'jk2'WJ^kar/z)〕——exp(jkz)expj—riB《t(「0)}=—exp(jkz)exp二「2—1j舄zI2zJj2z\、2z)_kar/z_强度分布为:1r=ka*2z,22J1kar/z!kar/z-第三章光学成象系统的衍射特性及频率传递函数透镜的位相变换函数.JL.kJ221.ti(x,y)=exp「j举(x+y)透镜焦距的判别透镜的位相函数平面波入射时“正透镜廿%会聚球面波j?…,已T发散球面波只要按照符号规则去确定曲率半径的正负,求出透镜焦距的正负,就可知道该透镜在光路中所起的作用。3.物体位于透镜各个部位的变换作用1.物体放在紧贴透镜前平面时其在透镜后焦面上的复振幅分布负透镜ak22x。y。2.2\xff2f物后:U|(x。,y。)=t(x°,yo)1后焦面上:Uf(Xf,yf)==?expjkJf透镜后:U|(x。,y。)=t(x°,y°)exp-j2fF〔t(xo,y0”fjffjfx—,f,y—,f1)透镜后焦面上的光场分布正比于透明物体透过率函数的傅里叶变换2)3)4)它的空间频率取值与后焦面坐标的关系由利用透镜能较方便地实现夫琅和费衍射记录和观察平面的光强分布If(xf,yf)fx=!L,fy=ZL给出。'f2『2岛昭,f式中:d土,f=fg”2.物体放在透镜前焦面时其在透镜后焦面上的复振幅分布xf,fyyf=f当复振幅的透过率为t(x°,y°)的透明物体放在透镜的前焦面上,在单位振幅平面波垂直照明下,则在透镜的后焦面上获得t(x°,y。)的准确的傅里叶变换。傅里叶变换前的位相因子消失。后焦面上的位相分布与物体频谱的位相分布完全相同。物体放在紧贴透镜后平面上时它在透镜后焦面上的复振幅分布Aa-u<11<-uf9f2J\"*)=籍?卿jk"f:?F{心切入)}2Z4.一般情况1.物在透镜前la□0I,(%%).■^/CVo+.VJo)2.物在透镜后22二xvxxiy%Uxv=Cexpjktx),y)expjk-2©3)=-dVdxdyJ考察上两式可知:不管物体置于透镜前或后,只要观察面是光源共轴象面,其衍射都属于夫琅和费型衍射即:衍射物光场(象面光场)与衍射物之间存在傅里叶变换关系。4.几种典型的傅立叶变换光路1物体在透镜前Uf(Xf,yf)=C'expfj斗(x2+y2“T兰,兰叩兰,兰式中,P兰,兰=F,P(Xo,yo)}I2fJ『ffff2物体在透镜后5'DXf+yfexp(jkd0)UfXf,yf2expjkjd02飞2d°」fx0,y0——dofxffyffexp(jkdo)jdo2/2^2、1xf+yfexpjk一k2d0Jt"jpi0d°"0JI"。yfXfyfAd。J式中,PXfyf[pUIld°d°』g(x,y)=]f(,)hx,y,,ddg(x,y)=[f(,)hx-,y-ddh是线性系统的脉冲响应在频率域中,输入输出的关系为:G(fx,fy)=F(fx,fy)H(fx,fy)照明的圆形区域大于物体尺寸,投影光瞳函数可从式子中略去。照明的圆形区域小于物体,后焦面上光场分布也正比于有效物体的傅里叶变换,这时,有效物体可表示为t(x0,y0)(x0f/d0,y0f/d0)透镜的脉冲响应对于一个线性系统,在空间域中如果系统是线性空间不变系统,则:系统的传递函数:H(fx,fy)=Fd-J^d-J2M2、出射光瞳是直径为的圆形孔径的衍射受限相干系统的截止频率光避(b)帽千传遂函数解:光瞳函数为:p(x,y)=circ|*XJ=』1V—J、。知其截止坐标为:「=..;x2•y2三l得传递函数为:Hcfxfy=2pdi比较两式得:「=Jx2+y2=J(%difx)2+(人qfyf得截止频率为:子i'f0-——2dix2y2£I2其它’f.dfcrcJ(九difx)2十(兀difyfx;i)=J(*di)(f:+fj)=J(乳dif0)=&dif0《J第四章光学成像系统的光学传递函数强度脉冲响应的定义•2定义:hi(x。,y。;为,yi)=h(x。,yo;xi,yiJh*(x。,y。;xi,yi)=hxo,yo;xi,yJ为系统的复振幅脉冲响应则:hjx—~o,yi—~。)=h(xi—艾。呼—~。"仅—艾o,yi—~。)=^为—文。,”—~。『非相干照明系统也物象关系Ii为,乂=..Igx°,y。hx—x°,yi—y。dx°dy。-,亭"产_oQ上式表明:1、非相干照明下,系统的像分布是几何像分布与强度脉冲响应的卷积2、非相干照明下的衍射受限系统对强度是线性空不变系统光学传递函数的公式及求解方法非相干成像系统的光学传递函数Hi(fx,fy)记作OTF定义式:Ai(fx,fy)=Ag(fx,fy)Hi(fx,fy)实际的光学系统中:H(fx,fy)=m(fx,fy)exp||j(fx,fy)式中:m(fx,fy)称为调制传递函数MTF;^p(fx,fy)称为相位传递函数PTFMTF描写了系统对各空间频率分量对比度的传递特性;PTF描述了系统对各空间频率分量产生的相移。OTF是改变对比度和相对相位。CTF是相干成像系统的相干传递函数,求衍射受限系统的OTF只不过是计算OTF是非相干成像系统的光学传递函数。归一化重叠面积H(fx,fy)二重叠区域面积光瞳总面积Hc(fx,fy)=FMSfx,fyS^会求几种情况的光学传递函数及截止频率1、计算出射光瞳边长为1的正方形的衍射受限系统折OTF(光学传递函数)和截止频率(07级)U)函迎面积附示(b)OFT图形解:已知光瞳函数为px,y=「ectjI根据对光学传递函数的几何解释公式有:由图示的几何关系知:光瞳的总面积:光瞳的重叠面积:s(重叠面积)H、=S0(总面积)S°=l2代入式中:I.I_'difyfxufy—?其它汽':SI—,difxI—,dify.dfH式得:H(fx,fy)=M=-2r」1,dilxfy1Sfx,fyLi』0S0=二fxIfy—1一—=tri2f0.2f0tri式中:I(=12心i—是系统在相干照明下沿2dif。系统沿x'y'方向的截止频率为fx2、计算出射光瞳直径为di1——lfx2为di)YI1-fy2;灼djj上tri2f0x,y方向的截止频率,而在非相干照明下,IIff2._2f八fx0—fy0——2—2f0■di2diOTF(光学传递函数)及其截止频率(08级计算题)=fydi圆形孔径的衍射受限系统的H解:根据定义有:而光瞳总面积:I)S0=R2二代入H式得:Hfx,0(h)OTFNJf;S(重叠面积))—S0(总面积)__i%S0=JI.两圆重叠的面积为:Sfx,0=2S弓形=—l2x242」2sing"2^-sin)cos"1_2=2-R-sin2^22=-2^-2sincosn2由于圆频率坐标的方向任意性(圆对称性)II)由上式而由图知:又由图得:e=0时,h(p)=0t求截止频率■difx2■d^2■di/cos「i2■di其它「coso=1,即.一厂。Ildi(P■,0=arccossinn故H(P)亦可改写为:H其截止频率为:::_2「°l2"I22■didi2dj1-1-acrcos其它l2、=2《2:0'dir、2piri2<27dJldi第六章光学全息照相1.试列出全息照相与普通照相的区别全息照相的特点:全息照相以光的干涉和衍射等物体光学规律为基础。所再现的物体是逼真的三维立体图象。全息照相在物体和底片(全息图)之间是点面对应的关系。将全息图分成若干小块,其中任一小块都能再现原物体的完整像全息照相在一张全息感光板(底片)用多次曝光法可重叠拍摄若干各场景。再现时各场景可互不干扰。全息照相记录的是物光波和参考光波的干涉条纹,要求物光和参考光是相干光,必须用时间相干性和空间相干性很高的激光作光源。简述全息照相的基本原理全息图:既记录物光的振幅信息(亮暗分布),又记录物光的位相信息(前后差异)的照相,得到物体的立体图象。干涉条纹的衬度(反差):记录了物体光波的振幅,干涉条纹的疏密分布:记录了物体光波的位相。全息照相分两步进行:第一步是波前复振幅的记录;第二步是波前复振幅的再现。波前记录(造图):将物体射出的光波与参考光相干涉,用照相方法将干涉条纹记录下来,称为全息图或全息照片。(物波的记录过程中主要表现的是光的干涉)波前再现(建像):是用一与参考光波非常相似的光波照射全息图,光通过全息图的衍射如同光栅的衍射一样,衍射光波与物体光波相似,构成物体的再现像。(物波的再现过程主要表现的是光的衍射)试画出拍摄三维全息的光路图全息照相的记录全息图的再现基元全息图的分类1按记录介质的膜厚分类:平面全息图、体积全息图;2按投射率函数的特点分类:有振幅型全息图和位相型全息图,而位相型又分为表明浮雕型和折射率型;3按所记录的物光波的特点分类:菲涅耳全息图和夫琅和费全息图和傅里叶变换全息图;4按再现时对照明光的要求分类:激光再现全息图和白光再现全息图;5按再现时观察者和光源的相对位置分类:投射型全息图和反射型全息图;6按所显示的再现像的特征分类:像全息图、彩虹全息图、360°全息图、真彩色全息图等5.结合实验谈谈做全息实验应注意什么全息照相为什么要防震,有那些防震措施,其依据是什么如何全息系统是否合格全息照相的基本公式O(x,y)=°o(x,y)exp[四x,y)]R(x,y)=Ro(x,y)exp[jR(x,y)]TOC\o"1-5"\h\z物光、参考光和再现光的复振幅分别为:C(x,y)=G(x,y)exp[j平c(x,y)]2I(x,y)=O(x,y)R(x,y)2记录时,全息图平面上物光与参考光叠加后的光强为:〜、2+d/、2+〜、D七、+c七、=O(x,y)+R(x,y)+O(x,y)R(x,y)+O(x,y)R(x,y)在线性纪录的情况下,全息图的复振幅透过率为:t(x,y)xI(x,y)=|0(x,y)+R(x,y)2=O(x,y):+|R(x,y)|2+O(x,y)R*(x,y)+O*(x,y)R(x,y)HYPERLINK\l"bookmark364"\o"CurrentDocument"用参考光照明再现时,透过全息图的光波复振幅为:.•■--■象点的坐标为:ZcZ0ZRZ|Z°Zr一」Zc(ZrMX|XcZ0Zr.」Zc(X0Zr-XrZ0)ZjZr-」Zc(Zr-z。)9.全息中的物像公式及解题yi如果用原参考光作再现光,则:_yc—ZR二Zc(y°ZR—yRZ0)Z0ZR二」Zc(Zr—Z0)+上符号为原始象项,下符号为共轴象项。_Z0ZR2Z0-ZR2xr—X0Zr一2Z0一ZR_2yR-y0ZR2Z0-ZRZ|0=Z0X|0=X0y|0=y0Z|cXicyic可见:原始像的位置与物点相同,是一个虚像(在原点左边)共轴像可能是虚象或是实像,放大或缩小。如果再现光与原始光不同,则二像的大小和位置均会改变。结论:1.记录时的光栅结构由物点和参考点的相对位置而确定。再现时除了与光栅结构有关外,还与再现光源的位置和波长有关。10.试述卤化银乳胶记录时的光化学过程曝光:卤化银粒子吸收光能析出金属银微粒而形成一种潜象。金属银的多少随曝光量的大小而定。显影:以金属银微粒为显影(还原)中心,使整个卤化银晶粒变成金属银沉积下来,而不含显影中心的晶粒则不发生这种变化。定影:将乳剂中未曝光部分的卤化银和曝光部分残留的卤化银清除掉,防止它以后变质为金属银。列出光导热朔料与银盐干版的的性能比较光导热塑料:是一种不需要显影、定影的位相型记录介质1)性能比较银盐干板热塑料a)分辨率3000mm-11000土500mm-1b)灵敏度高相当高c)衍射效率1-5%30%d)环境条件暗室可以有照明e)显影方法湿干f)周期10分20秒g)使用次数1100h)实时原位难易简述光导热朔料的光成像原理简单原理(顺序法)a)充电:片子在未曝光之前由电晕充电器对其充电,这时光导体可以近似看作绝缘体,负电荷聚集在光导层下表面。b)曝光:片子充电后,光导体对光敏感,在光照区域光导体电阻下降,负电荷移到光导体和热塑料的界面上。由于电荷密度不变一电场不变。但距离短了,所以曝光区域的表面电位下降而形成一个电位潜像。c)再充电:曝光后再充电,使片子的电位又趋向一致,这样,电位潜像消失了,但又产生了一个电荷潜像。d)显影:将片子加热到热塑料的软化温度,这时热塑料在与光场分布对应的静电子作用下变形,表面电荷密度大的区域静电力大,热塑层下陷,电荷密度小的区域热塑料隆起,这样热塑料表面的电荷潜像便转化为热塑料层的浮雕像。再冷却冻结。e)消相:将片子加热到热塑料的软化温度以上,在表面张力的作用下,热塑料表面恢复平滑,可再次使用。14.各类型平面全息图的衍射效率如何位相全息图的衍射效率ii:弦恨知四!振帽TL625%joj3%位相俱33,9%40.4%第七章光显示技术1.试画出记录象全息的几种光路1、二步拍摄法象全息为什么可以用白光再现由于色散,再现像的展宽为:AW±『(sin%-sinL已可见:攵/以‘Z「0人眼的分辨率是一个定值叫,当Z|t0时,A九允许有比较大的值,即可用白光再现。...|c」iCOS"c由:IcCOsq可见:&cK1|,Ac同理:当LT0,卸Z|T0,Z0T0)时,Ac可允许较大,可用宽光源再现。什么叫彩虹全息,其特点是什么定义:彩虹全息是用激光记录,白光照明再现单色象的一种新的全息技术。特点:在记录光路中适当位置加入一个狭缝限制再现象的光波以降低象的色模糊,因而能用白光再现。优点:与象全息一样,可以用白光再现,得到不同颜色的彩虹象,但比象全息景深大,有视差效应(在狭缝方向)画出二步彩虹全息图的记录光路并其特点(07、08级简答题画图,要会画拍摄方法的光路图)拍摄方法:第一步:拍摄一张离轴菲涅耳全息图----原全息图第二步:拍摄一张线全息图---彩虹全息图第三步:再现:a、单色光再现,b、白光再现特点:由图知:由于物光束受狭缝S的限制,一个物点Q,在H2的y方向上只占了一小部分(缝宽为a),投射到h2上只是一束细光束(y方向)。这样对应于M由图得:—。=我孕容由于一个物点的全息图的大小,在y方向受到限制,在x方向不受限制这样,在y方向失去体视感,在x方向有体视感。所以说:彩虹全息能用白光再现,是以牺牲了y方向的体视感为代价的。画出拍摄一步彩虹全息的几种光路一种记录光路(记录和再现)另一种记录光路6.像散彩虹全息有哪些特点耍求用柱面透镜:减少色模糊:&九\'AH\提高信噪比:a光通量大信噪比高7.制作模压全息图有几步,制作金属模有那些过程模压全息图的制作:第一步制作原版全息图第二步金属模的制作第三步热压金属模的制作1)原版全息图的表面处理2)原版全息图的敏化处理3)化学镀银4)电铸镣镀上一层5)剥离清洗银版(头版)6)银版表面纯化,氧化7)翻铸工作模版清洗油污、杂质,表面离子化,保证镀银反应均匀进行。镀上一层颗粒极细的银,形成导电层,图象转移0.1mm的电镣版母模保存,用于翻铸工作版使得在翻铸工作模板时容易剥离直接用于生产,可用1。。万次以上.模压全息图热压时有哪几道工序工艺流程:①胶片的准备:聚氧乙烯的干燥处理等热压真空镀铝(膜)--反射式(镀膜机)涂胶加保护层切边成型.记录傅立叶全息图有那几种光路一、傅里叶变换全息图的记录(08级简答题,写出光路名称、作用)、傅里叶变换全息的其他光路布置1、球面波照明的傅里叶变换全息图的记录2、准傅里叶变换全息图的记录3、无透镜傅里叶变换全息图的记录4.夫琅和费全息图的记录5.无透镜夫琅和费全息图的记录第八章光学空间滤波何谓阿贝成像理论原理:物是一系列不同空间频率的集合.入射光经物平面发生夫琅和费衍射衍射光斑,各衍射光斑发出的球面次波在相面上相干叠加,形成像.,在透镜焦面(频谱面)上形成一系列成像过程分为两步:第一步分频";第二步合成如何求解显微镜的分辨率空间滤波的实验及结果光撮的像是-条条宜条纹光栅的夫琅和费衍射图样,记录下光栅的空间频率信息h傅氏面上的光谶只让.零播辟幕上光通过-它是-“个低洒渡被既敏分布解上无条蝮控制频谱就控制了像面耳任面上的汽阙让苓堀和正负一城通过,屏尊上九强分揩,是用上有细小的基频利直疵成分晃条约一频谱面上的光阑使物的频谱通过得越多,所成的像与物越接近.实验结果:经滤波后的频谱为F(fx,fy)H(fx,fy)=F(fx,fy)+F(fx,fy)S(fx,fy)S(fx,fy)*Ffx,fyexpj2「:fxdSfx,fyFfx,fyexpj2二fxdSfx,fy在输出平面Pi(像面上)的光场为:g(xi,yi)=F:Ffx,fyHfx,fy'j特征字符识别光路匹配滤波器的工作原理示意图一个平面波照到一个物函数(X0)上,物后的光波受到物函数的调制,经透镜1L后经过谱面f乂若在谱面上放置物(X0应配滤波器,则正好可将被物函数调制过的波再调制过来,还原为原来的平面波,这平面波经透镜2后聚^l像面上,专xr¥相关亮点(聚焦)。匹配滤波器的制作光路:H光路:4F系统方法:低通滤波器方法:1、用复数滤波器实现图像的边缘增强2.用复合光栅实现图像边缘增强如何去掉图像中的网格周期性网点的消除:图像边缘增强的意义意义:有些图像衬底很低,图像的各部分的强度变化很小,不容易辨认。如果能使图像各部分结构的边缘与中间部分比较变得较为光亮,成为一个轮廓分明的图像,就会一目了然,这种图像处理方法,称为图像的边缘增强。(高通滤波器是图像边缘增强的最简单的方法)5.如何观看位相物体(08级选择题:暗场法、相衬法)对于位相物体来说,透过的光强呈现一片均匀,看不到轮廓办法:设法将位相变化转换为强度变化1暗场法像的强度分布与物的位相分布有关,使位相物体可见(因挡住了零极,视物变暗,故称为暗场法)2相衬法:用位相滤波器,(亦称为移相板),在均匀背景上会显出由单产生的强度变化,使位相物体变得可见。解:第十章『相干光学信息处理相干}系统与非相干光系统的特点是什么相干光系统:输出的合成复振幅u(x,y)满足复振幅叠加原则。输出光强除了是输入光强L的叠加外,还存在相干项Ui.Uj的影响。非相干光系统:非相干光处理系统是强度的线性系统,满足强度叠加原理。比较:相干——振幅叠加——可正可负——可完成加、减、乘、除、微分、卷积等运算非相干一一光强叠加一一实函数一一无上述运算相干光系统存在那些不足1)噪声太大:相干噪声:由光路中的尘埃,指纹,擦痕,元件的缺陷,气泡等引起得干涉。散班噪声:由漫射物体表面的起伏粗糙而引起的无规干涉。2)只能处理透明图片(复振幅分布)而不能利用光强接收器得到的信号做为输入信号,(如CRT、LED、CCD)3)只能处理单色图象,对彩色图象则无能为力。4)而非相干系统正好可弥补相干系统的上述不足,即不存在上述不足。白光信息处理系统的特点是什么(08级简答题:白光信息处理系统的优点)白光处理系统能够处理复振幅信号,又能压制令人厌烦的相干噪声。又由于白光光源辐射了所有可见光波长,所以白光处理系统很适合于彩色象的处理。优点为:①可以压制相干噪声白光光源通常比较便宜处理环境一般比较随意白光系统比较容易操作,比较经济特别适合于彩色信号处理B调制是如何实现假彩色编码的9调制是在阿贝二次衍射成像原理上进行分光滤波实验,它用不同方向的光栅对图像的不同部分进行调制(亦称为编码),是通过改变用来调制用的光栅的方位角使图像色调重现的一种方法。/I/I/i08届题目分布:填空5题,每题3分;选择5题(不定项,建议不是十分确定的题就选单选),每题3分;简单计算2题,每题5分;简答(要记得复习提纲上的光路图的名称、作用,有一题是光路辨别;有一题画二步彩虹全息图的记录光路),题量大概4题;综合计算2题(有一题计算截止频率)。记住不管对错,一定要每一题都做,就会及格;考试有许多东西是复习提纲没有的,不过看熟这份提纲足以应付考试。
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