光信息处理(信息光学).docx

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1、光信息处理(信息光学)光信息处理信息光学温习提纲第一章线性系统分析1空间频率的定义是什么？怎样理解空间频率的标量性和矢量性？2空间频率分量的定义及表达式？3平面波的表达式和球面波的表达式？4相干照明下物函数复振幅的表示式及物理意义？5非相干照明下物光强分布的表示式及物理意义？6线性系统的定义7线性系统的脉冲响应的表示式及其作用8何谓线性不变系统9卷积的物理意义10线性不变系统的传递函数及其意义11线性不变系统的本征函数第二章标量衍射理论1衍射的定义2惠更斯-菲涅耳原理3衍射的基尔霍夫公式及其线性表示4菲涅耳衍射公式及其近似条件5菲涅耳衍射与傅立叶变换的关系6会聚球面波照明下的菲涅耳衍射7夫琅和

2、费衍射公式8夫琅和费衍射的条件及范围9夫琅和费衍射与傅立叶变换的关系10矩形孔的夫琅和费衍射11圆孔的夫琅和费衍射贝塞尔函数的计算方面不做要求12透镜的位相变换函数13透镜焦距的判别14物体位于透镜各个部位的变换作用15几种典型的傅立叶变换光路第三章光学成象系统的传递函数1透镜的脉冲响应2相干传递函数与光瞳函数的关系3会求几种光瞳的截止频率4强度脉冲响应的定义5非相干照明系统的物象关系6光学传递函数的公式及求解方法7会求几种情况的光学传递函数及截止频率第五章光学全息1试列出全息照相与普通照相的区别2简述全息照相的基本原理3试画出拍摄三维全息的光路图4基元全息图的分类5结合试验谈谈做全息实验应注

3、意什么没做过实验，只谈一些理论性的注意方面6全息照相为什么要防震，有那些防震措施，其根据是什么7怎样检测全息系统能否合格8全息照相的基本公式9全息中的物像公式及解题重点复习第一章线性系统分析1空间频率的定义是什么？怎样理解空间频率的标量性和矢量性？时间量空间量22vT=22Kf=时间角频率空间角频率其中：v-时间频率其中：f-空间频率T-时间周期-空间周期物理意义：由图1.7.3知：设光在zx,平面内传播，0=ycosxd=，又1xxfd=联立得：cosxf=讨论：当090,zyxfff，表示k沿正方向传播；标量性，当时，cosxfxd当时，cosxfxd标量性与矢量性的联络条纹密xdxfxx

4、fd1=cos=xf条纹疏xdxf2空间频率分量的定义及表达式？cos,cos,coskk=zyxr,=)coscoscos(zyxkrk+=?代入复振幅表达式：()()()coscoscosexp,0zyxjkzyxzyxU+=()?+=zyxjzyxcoscoscos2exp,0()()zfyfxfjzyxzy+=2exp,0式中：cos=xf，cos=yf，cos=zf3平面波的表达式和球面波的表达式？平面波()?+=zyxjzyxUcoscoscos2exp,0()()zfyfxfjzyxUzyx+=2exp,0球面波()1,jkraUxyze= ()21212212121221?+=

5、+=zyxzzyxr近轴时()1,Uxyz?+=1221021expzyxjkzra()?+?1221102expexpzyxjkjkzza?+=12202expzyxjkU若球面波中心不在坐标原点，上式改为：()1,Uxyz()()?+-=1202002expzyyxxjkU4相干照明下物函数复振幅的表示式及物理意义？设()yxf,为一物函数的复振幅，其傅氏变换对为()()(),exp2xyxyFfffxyjfxfydxdy-?=-+?()()(),exp2xyxyxyfxyFffjfxfydfdf-?=+?可见：物函数()yxf,能够看作由无数振幅不同()xyxyFffdfdf方向不同()

6、cos,cosxyff=的平面波相干迭加而成。5非相干照明下物光强分布的表示式及物理意义？设()yxf,为非相干照明下的物函数强度分布，其傅氏变换为：()()(),exp2xyxyxyfxyFffjfxfydfdf-?=+?()()(),exp,xyxyxyFffFffjff?=?推导略物理意义：非相干光照明下的光强分布()yxf,，能够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，即能够分解成无数对幅值各自一样，方向对称的平面波。6线性系统的定义线性系统：若对所有的输入函数()yxf,1和()yxf,2和复常数21,aa，输出知足下列关系式：()()()()11221122

7、,afxyafxyafxyafxy+=+，则称系统为线性系统。7线性系统的脉冲响应的表示式及其作用设(),fxy为一线性系统的输入函数，能够将其看作为xy平面上不同位置出的很多函数的线性组合。即：()()()1111,fxyfxydd-=-?通过线性系统后，其输出函数为： ()()()221111,(,),gxyfxyfxydd-=?=-?()()11,fxydd-=-?()()22,;,fhxydd-=?式中：()()2211,;,hxyxy=-称为系统的脉冲响应。表示在系统的输出平面x2,y2点处，由系统的输出平面上坐标为(,)点的函数所鼓励的响应。上式表明：线性系统的性质完全由脉冲响应函

8、数来决定，对于()22,;,hxy已知的系统，任何输入函数所对应的输出函数都能够用上述积分求出。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。8何谓线性不变系统线性不变系统：时间不变系统电子学信号空间不变系统光学物时间不变系统：不同时间输入同一信号，其输出信号函数形式不变。即对于一样的输入信号，其输出信号不随输入时间的改变而改变。空间不变系统：不因人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失真(1)线性不变系统的定义。输入()yxf,，通过系统后，其输出为()yxg,即：()()2211,gxyfxy=假如()yxf,有一位移(),，其输出的函数形式不变即：()()2211,gxyfxy-=-则该系统称为不变系统。9卷积的物理意义10线性不变系统的传递函数及其意义11线性不变系统的本征函数数学基础之有用公式：付氏变换性质：1线性定理()()()()agxbhxaGfbHf?+=+2伸缩定理1()fgaxGaa?=?