信息光学复习提纲--重点.docx

信息光学复习提纲-重点信息光学温习提纲信息光学的特点Ch1.线性系统分析1.矩形函数：定义图像作用傅里叶变换谱函数2.sinc函数：定义图像作用傅里叶变换谱函数3.三角函数：定义图像作用傅里叶变换谱函数4.符号函数：定义图像作用傅里叶变换谱函数5.阶跃函数：定义图像作用傅里叶变换谱函数6.余弦函数：定义图像作用傅里叶变换谱函数7.函数：三种定义四大性质作用8.；图像作用傅里叶变换谱函数9.梳状函数：定义10.高斯函数：定义图像作用傅里叶变换谱函数11.傅里叶变换常用傅里叶变换对12.卷积：四大步骤，两大效应13.相互关、自相关的定义、物理意义14.傅里叶变换的基本性质和有关定理15.线性系统理论16.线性不变系统的输入输出关系，脉冲响应函数，传递函数17.抽样定理求抽样间隔Ch2.标量衍射理论1.标量衍射理论成立的两大条件2.平面波及球面波表达式:exp(coscoscos)Aikxyz+求平面波的空间频率)(2expexp22yxzikikzzA+3.惠更斯菲涅耳原理：()?=dsrikrKPUcQU)exp()()(0?4.基尔霍夫衍射理论：?-=dsrikrrnrnrikrajQU)exp(2),cos(2),cos()exp(1)(0000令()()KrikrjQPh)exp(1,=所以()?=dsQPhPUQU,)()(0当光源足够远，且入射光在孔径平面上各点的入射角都不大时，(),1,cos0rn(),1,cosrn().1K故()zikrjQPh)exp(1,=，)()(21120020zyyzxxzr-+-+5.菲涅耳衍射近场衍射：0000202000022)(2exp)(2exp),()(2exp)exp(),(dydxyyxxzjyxzjkyxUyxzjkzjjkzyxU+-+=?-6.夫琅禾费衍射远场衍射：根据屏函数求衍射光强分布000000022)(2exp),()(2exp)exp(),(dydxyyxxzjyxUyxzjkzjjkzyxU+-+=?-7.衍射的角谱理论：角谱的传播，求角谱分布光学成像系统的频率特性1.透镜的傅里叶变换性质：相位变换作用：)(2exp),(),(22yxfjkyxpyxt+-=二次位相因子透镜的傅里叶变换特性：知足条件什么情况下实现准确傅立叶变换a.物在透镜前b.物在透镜后2.衍射受限系统的点扩散函数：?-+-=-ydxdyyyxxxjydxdPdKyyxxhiiiiiii)()(2exp),(),(002200光瞳相对于id足够大时，理想情况：点物成点像),(),(22oioiioioiyyxxdKyyxxh-?-3.相干照明下衍射受限系统的成像规律：),(),(),(iigiiiiiyxUyxhyxU*=其中，),(),(ydxdPFyxhiiii=，),(1),(0MyMxUMyxUiiiig=4.衍射受限系统的相干传递函数CTF：()()iiddPH,=坐标轴反演5.截止频率：圆形光瞳：ococicdDMdD2,2=正方形光瞳：不同方向的截止频率不同，45度时最大)22maxicda=6.衍射受限系统的非相干传递函数OTF7.OTF与CTF的关系光学全息1.普通照相与全息照相的比拟2.全息照相的核心：波前记录和再现方法：干预法标准方法，即将空间相位调制空间强度调制特点：全息图实际上就是一幅干预图全息图的分类：a。物、参位置：同轴全息+离轴全息b。物、图位置：菲涅耳全息图+像面全息图+傅里叶变换全息图c。介质厚度：平面全息图+体积全息图d。&$e。&3.全息再现基本公式：()()CrOCrOCiiibORCeORCeCeOt-+-+'+)(20级背景光-1级实像+1级虚像4.菲涅耳全息图像位置坐标：112121-?±=orpizzzzppirriooiixzzxzzxzzx+±=1212ppirriooiiyzzyzzyzzy+±=1212横向放大率：1120211-=poroioioizzzzzzdydydxdxM纵向放大率：221MdzdzMoiz=，5.傅里叶变换全息图定义特点照明与再现的两种方式，互相是独立的6.计算全息图计算全息的制作和再现经过(1)抽样；(2)计算；(3)编码；(4)成图；(5)再现。Ch.空间滤波1.阿贝成像理论及其意义第1步：物体(P1)经L在透镜后焦面P2成各级衍射斑频谱第2步：各级衍射斑在P3面互相干预成像2.空间滤波的傅里叶分析方法：透镜作频谱分析器；空间滤波器改变物体光的频谱3.空间滤波系统：典型的4f系统4.空间滤波器：位于空间频谱平面上的一种模片，它改变输入信息的空间频谱，进而实现对输入信息的某种变换。分类：二元振幅滤波器、振幅滤波器相位滤波器复数滤波器二元振幅滤波器亦可分为：a低通滤波器。b高通滤波器。c带通滤波器。d方向滤波器。、5.空间滤波应用策尼克相衬显微镜原理Ch.9相干光学信息处理1.光学信息处理的分类：1从物像关系或者输入和输出的关系来讲线性处理与非线性处理，空间不变与空间变处理2从所使用光源的空间和时间相干性来讲相干光处理，非相干光处理，白光光学处理各自优缺点相干处理和非相干处理的优缺点优点：相干处理具有物理上的频谱平面，能够实现傅里叶变换，大大增加了处理的灵敏性。复振幅有正负之分，可完成：加、减、乘、除、微分和卷积等多种运算，十分是利用傅里叶变换性质，进行频域综合实现空间滤波。缺点：相干噪声和散斑噪声。对光源提出要求。只能处理单色图像，对彩色图像的处理几乎无能为力)2.光学信息处理内容：光学图像识别图像相加相减多重像产生图像边缘加强微分图像消模糊3.图像相减作用：用于检测两张近似图像之间的差异，使我们能研究事物的变化方法：光栅编码空域编码频域解码相减方法和光栅衍射4.匹配滤波器：所谓“匹配，本质上是在频域对输入信号频谱的相位进行补偿，构成平面相位分布。匹配空间滤波器在光学特征识别中起重量作用匹配滤波器是复数滤波器，可用光学全息或计算全息的方法制作(5.图像识别：采用匹配滤波进行相关检测是图像识别的一种重要手段联合变换相关识别.6.图像微分原理及经过7.图像消除模糊逆滤波器8白光信息处理：调制技术的原理第六章空间光调制器空间光调制器的基本构造与分类按读出方式分类：反射式、透射式按信号输入分类：电寻址、光寻址液晶的分类各种类型液晶的特点