信息光學理論與應用

第1章 二維傅里葉分析
1.1 光學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
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 卷積的運算性質
1.3.5 卷積運算舉例
1.4 相關
1.4.1 相關
1.4.2 自相關
1.4.3 相關運算舉例
1.4.4 有限功率函數(shù)的相關
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、奇、偶函數(shù)傅里葉變換的性質
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 具有圓對稱的函數(shù)：傅里葉-貝塞爾變換
1.8 常用傅里葉變換對
1.9 線性系統(tǒng)與線性空間不變系統(tǒng)
1.9.1 系統(tǒng)的算符表示
1.9.2 線性系統(tǒng)的意義
1.9.3 脈沖響應函數(shù)與疊加積分
1.9.4 線性空間不變系統(tǒng)傳遞函數(shù)
1.9.5 線性空間不變系統(tǒng)的本征函數(shù)
1.9.6 LSI級聯(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)的復原
1.10.4 空間-帶寬積
思考題
習題
參考文獻
第2章 標量衍射理論
2.1 引言
2.2 基爾霍夫衍射理論
2.2.1 數(shù)學預備知識
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)象作為一種線性空間濾波器
2.3.3 衍射孔徑對角譜的效應
2.4 菲涅耳衍射與夫瑯和費衍射
2.4.1 初步的近似處理
2.4.2 菲涅耳近似
2.4.3 夫瑯和費衍射
2.4.4 夫瑯和費衍射與菲涅耳衍射的關系
2.5 夫瑯和費衍射計算實例
2.5.1 矩孔和單縫的夫瑯和費衍射
2.5.2 多縫的夫瑯和費衍射
2.5.3 圓孔的夫瑯和費衍射
2.5.4 圓環(huán)的夫瑯和費衍射
2.5.5 正弦型振幅光柵的夫瑯和費衍射
2.5.6 正弦型位相光柵的夫瑯和費衍射
2.6 菲涅耳衍射計算實例
2.6.1 傅里葉成像
2.6.2 衍射屏被會聚球面波照明時的衍射
2.6.3 方孔的菲涅耳衍射
2.7 衍射的巴俾涅原理
思考題
習題
參考文獻
第3章 光學成像系統(tǒng)的頻率特性
3.1 透鏡的傅里葉變換性質
3.1.1 薄透鏡的位相調制作用
3.1.2 透鏡的傅里葉變換性質
3.1.3 透鏡孔徑的影響
3.2 光學成像系統(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)的點擴展函數(shù)
3.2.3 準單色光照明時物像關系分析
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)物理性質的聯(lián)系
3.3.3 像差對系統(tǒng)傳遞函數(shù)的影響
3.3.4 相干傳遞函數(shù)計算舉例
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)的光學傳遞函數(shù)
3.4.2 OTF與CTF的關系
3.4.3 光學傳遞函數(shù)的一般性質和意義
3.4.4 衍射受限系統(tǒng)OTF的計算
3.4.5 像差對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
習題
參考文獻
第4章 部分相干理論
4.1 光場相干性的一般概念
4.1.1 光源的空間相干性與光源線度
4.1.2 光源的時間相干性與光波頻譜
4.2 互相干函數(shù)
4.2.1 解析信號——實多色場的復值表示
4.2.2 互相干函數(shù)與復相干度
4.2.3 互相干函數(shù)的譜表示
4.2.4 互相干函數(shù)與互相干度的測量
4.3 準單色光的干涉
4.3.1 準單色場的互強度和復相干度
4.3.2 準單色光的傳播
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
習題
參考文獻
第5章 光學全息照相
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
5.1.4 全息圖的類型
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
5.3.1 基本術語
5.3.2 全息記錄介質的特性
5.3.3 幾種常用的全息記錄介質
5.4 全息照相裝置及實驗注意事項
5.4.1 全息照相所需的設備和元件
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 準傅里葉變換全息圖
5.5.3 無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 相干光學處理
第8章 非相干光學處理
第9章 信息光學在計量學中的應用
第10章 信息光學在光通信中的應用
附錄1 貝塞爾函數(shù)關系式表
附錄2 全部習題答案