上海交通大学：《大学物理教程》课程电子教案（课件讲稿）专题选读2 光学信息处理简介

专题选读12光学信息处理简介

专题选读12 光学信息处理简介

光学信息处理简介 一、衍射与空间频率 1.衍射与信息传递 衍射过程中由于障碍物的存在，波面将发生改变 衍射屏使得通过它的波面发生畸变时，已经将自身的信息 附加在其之上了

1. 衍射与信息传递 衍射过程中由于障碍物的存在，波面将发生改变 衍射屏使得通过它的波面发生畸变时，已经将自身的信息 附加在其之上了 一、衍射与空间频率 光学信息处理简介 ™

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衍射花样或衍射光场中 波阵面上复振幅分布 衍射屏的信息 ™

2.空间频率 空间频率与某一物理量在空间区域内所具有的周期性分布有关 一维平面简谐波 ,0=Acos27 =Acos(@t-kz) 时间周期性 2π T ,k= 2π 空间周期性 t=tyw(z,t)→ w=w(z) 空间的周期性由空间周期（入)或空间 频率（分 表述

2. 空间频率 空间频率与某一物理量在空间区域内所具有的周期性分布有关 一维平面简谐波 2cos),( kztA )cos( z Tt Atz ⎟ −=⎠⎞ ⎜⎝⎛ = − ω λ ψ π 时间周期性 T， T π ω 2 = 空间周期性 λ ， λ 2π k = 0 = tt ψ tz ),( ψ =ψ z)( 空间的周期性由空间周期（ ）或空间 频率（ ）表述 λ λ 1 ™

正弦光栅 平面上各点的光振幅：A(X)=A,+A coskxX 其中k=2知 只有一个空间频率 必

正弦光栅 平面上各点的光振幅: )( = + 10 cos X XkAAXA X X d k 2π 其中 = 只有一个空间频率 ™

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正弦光栅 ( ) ( ) πβ β π πβ β π β β σ + + ⋅+ − − ⋅+= sin 2 sin 1 2 1sin x)( λ β = πd sinθ 一个单元的衍射： β β ϕ sin sin )( N N条狭缝的干涉： x = （d为光栅常数） ™

黑白光栅 N09 8

黑白光栅 ™

空间频率对衍射花样的影响 d=1 d=1.2 d=1.5 d=2 d=3 d=5

空间频率对衍射花样的影响 ™

空间频率对衍射花样的影响 黑白光栅一具有不同空间频 率的许多正弦光栅的叠加 衍射花样 >光栅的特征信息 正弦光栅 黑白光栅 0,±1级 0,±1，±2，.级 低频成分 低频、高频成分 衍射屏上的图样（透过率分布） =亮度缓慢变化的背景+主要形状的轮廓+很多细节部分组成 低频 高频 必

黑白光栅——具有不同空间频 率的许多正弦光栅的叠加 衍射花样 光栅的特征信息 正弦光栅 黑白光栅 0,±1 级 低频成分 0,±1,±2,…级 低频、高频成分 衍射屏上的图样(透过率分布) =亮度缓慢变化的背景+主要形状的轮廓+很多细节部分组成 低频 高频 空间频率对衍射花样的影响 ™

二、阿贝原理 基本思想： 用空间频率来描述物体、图片以及它们的成像过程 成像：两次衍射 分频+合频 物>像 两次傅氏变换 物平面 衔射面 像平面 义

基本思想： 用空间频率来描述物体、图片以及它们的成像过程 成像：两次衍射 分频 + 合频 两次傅氏变换 物 像 二、阿贝原理 ™