信息光學(xué)理論與應(yīng)用

第1章 二維傅里葉分析
1.1 光學(xué)中常用的幾種非初等函數(shù)
1.1.1 矩形函數(shù)
1.1.2 sinc函數(shù)
1.1.3 階躍函數(shù)
1.1.4 符號(hào)函數(shù)
1.1.5 三角形函數(shù)
1.1.6 高斯函數(shù)
1.1.7 圓域函數(shù)
1.2 δ函數(shù)
1.2.1 δ函數(shù)的定義
1.2.2 δ函數(shù)的物理意義
1.2.3 δ函數(shù)的性質(zhì)
1.2.4 梳狀函數(shù)
1.3 卷積
1.3.1 卷積概念的引入
1.3.2 卷積的定義
1.3.3 卷積的物理意義和幾何意義
1.3.4 卷積的運(yùn)算性質(zhì)
1.3.5 卷積運(yùn)算舉例
1.4 相關(guān)
1.4.1 相關(guān)
1.4.2 自相關(guān)
1.4.3 相關(guān)運(yùn)算舉例
1.4.4 有限功率函數(shù)的相關(guān)
1.5 傅里葉變換的基本概念
1.5.1 二維傅里葉變換的定義
1.5.2 存在條件
1.5.3 廣義傅里葉變換
1.5.4 虛、實(shí)、奇、偶函數(shù)傅里葉變換的性質(zhì)
1.5.5 傅里葉變換作為分解式
1.6 二維傅里葉變換的基本定理
1.7 傅里葉-貝塞爾變換
1.7.1 可分離變量函數(shù)的變換
1.7.2 具有圓對(duì)稱(chēng)的函數(shù)：傅里葉-貝塞爾變換
1.8 常用傅里葉變換對(duì)
1.9 線(xiàn)性系統(tǒng)與線(xiàn)性空間不變系統(tǒng)
1.9.1 系統(tǒng)的算符表示
1.9.2 線(xiàn)性系統(tǒng)的意義
1.9.3 脈沖響應(yīng)函數(shù)與疊加積分
1.9.4 線(xiàn)性空間不變系統(tǒng)傳遞函數(shù)
1.9.5 線(xiàn)性空間不變系統(tǒng)的本征函數(shù)
1.9.6 LSI級(jí)聯(lián)系統(tǒng)
1.10 二維采樣定理
1.10.1 圖像函數(shù)的采樣表示法
1.10.2 奈奎斯特判據(jù)
1.10.3 原始函數(shù)的復(fù)原
1.10.4 空間-帶寬積
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章 標(biāo)量衍射理論
2.1 引言
2.2 基爾霍夫衍射理論
2.2.1 數(shù)學(xué)預(yù)備知識(shí)
2.2.2 平面衍射屏的基爾霍夫衍射公式
2.2.3 菲涅耳一基爾霍夫衍射公式
2.2.4 衍射公式與疊加積分
2.3 衍射規(guī)律的頻域表達(dá)式
2.3.1 衍射規(guī)律的頻域描述
2.3.2 傳播現(xiàn)象作為一種線(xiàn)性空間濾波器
2.3.3 衍射孔徑對(duì)角譜的效應(yīng)
2.4 菲涅耳衍射與夫瑯和費(fèi)衍射
2.4.1 初步的近似處理
2.4.2 菲涅耳近似
2.4.3 夫瑯和費(fèi)衍射
2.4.4 夫瑯和費(fèi)衍射與菲涅耳衍射的關(guān)系
2.5 夫瑯和費(fèi)衍射計(jì)算實(shí)例
2.5.1 矩孔和單縫的夫瑯和費(fèi)衍射
2.5.2 多縫的夫瑯和費(fèi)衍射
2.5.3 圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射
2.5.4 圓環(huán)的夫瑯和費(fèi)衍射
2.5.5 正弦型振幅光柵的夫瑯和費(fèi)衍射
2.5.6 正弦型位相光柵的夫瑯和費(fèi)衍射
2.6 菲涅耳衍射計(jì)算實(shí)例
2.6.1 傅里葉成像
2.6.2 衍射屏被會(huì)聚球面波照明時(shí)的衍射
2.6.3 方孔的菲涅耳衍射
2.7 衍射的巴俾涅原理
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第3章 光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性
3.1 透鏡的傅里葉變換性質(zhì)
3.1.1 薄透鏡的位相調(diào)制作用
3.1.2 透鏡的傅里葉變換性質(zhì)
3.1.3 透鏡孔徑的影響
3.2 光學(xué)成像系統(tǒng)的一般分析
3.2.1 成像系統(tǒng)的普遍模型
3.2.2 衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)
3.2.3 準(zhǔn)單色光照明時(shí)物像關(guān)系分析
3.3 衍射受限相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
3.3.1 相干傳遞函數(shù)的定義
3.3.2 相干傳遞函數(shù)與系統(tǒng)物理性質(zhì)的聯(lián)系
3.3.3 像差對(duì)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的影響
3.3.4 相干傳遞函數(shù)計(jì)算舉例
3.4 衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
3.4.1 衍射受限系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)
3.4.2 OTF與CTF的關(guān)系
3.4.3 光學(xué)傳遞函數(shù)的一般性質(zhì)和意義
3.4.4 衍射受限系統(tǒng)OTF的計(jì)算
3.4.5 像差對(duì)OTF的影響
3.5 相干成像與非相干成像系統(tǒng)的比較
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第4章 部分相干理論
4.1 光場(chǎng)相干性的一般概念
4.1.1 光源的空間相干性與光源線(xiàn)度
4.1.2 光源的時(shí)間相干性與光波頻譜
4.2 互相干函數(shù)
4.2.1 解析信號(hào)——實(shí)多色場(chǎng)的復(fù)值表示
4.2.2 互相干函數(shù)與復(fù)相干度
4.2.3 互相干函數(shù)的譜表示
4.2.4 互相干函數(shù)與互相干度的測(cè)量
4.3 準(zhǔn)單色光的干涉
4.3.1 準(zhǔn)單色場(chǎng)的互強(qiáng)度和復(fù)相干度
4.3.2 準(zhǔn)單色光的傳播
4.4 范西特一澤尼克定理
4.4.1 范西特一澤尼克定理
4.4.2 均勻圓形光源的例子
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第5章 光學(xué)全息照相
5.1 全息照相的基本原理
5.1.1 全息圖的記錄和重現(xiàn)
5.1.2 基本理論
5.1.3 全息照相的基本特點(diǎn)
5.1.4 全息圖的類(lèi)型
5.2 菲涅耳全息圖
5.2.1 基元全息圖的幾何模型
5.2.2 點(diǎn)源全息圖的記錄和重現(xiàn)
5.2.3 幾種特殊情況
5.3 全息記錄介質(zhì)
5.3.1 基本術(shù)語(yǔ)
5.3.2 全息記錄介質(zhì)的特性
5.3.3 幾種常用的全息記錄介質(zhì)
5.4 全息照相裝置及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
5.4.1 全息照相所需的設(shè)備和元件
5.4.2 全息照相光路的布置
5.5 傅里葉變換全息圖
5.5.1 傅里葉變換全息圖的記錄和重現(xiàn)
5.5.2 準(zhǔn)傅里葉變換全息圖
5.5.3 無(wú)透鏡傅里葉變換全息圖
5.6 像全息圖彩虹全息圖
5.6.1 像全息圖
5.6.2 彩虹全息圖
5.7 體積全息圖
5.7.1 透射體積全息圖
……
第6章 空間濾波
第7章 相干光學(xué)處理
第8章 非相干光學(xué)處理
第9章 信息光學(xué)在計(jì)量學(xué)中的應(yīng)用
第10章 信息光學(xué)在光通信中的應(yīng)用
附錄1 貝塞爾函數(shù)關(guān)系式表
附錄2 全部習(xí)題答案