信息光學(xué)

內(nèi)容概要

　　《電子信息與電氣學(xué)科規(guī)劃教材（光電信息科學(xué)與工程專業(yè))·信息光學(xué)（第2版）》可作為高等學(xué)校“光電信息工程”、“光信息科學(xué)與技術(shù)”、“光學(xué)工程”、“測(cè)控技術(shù)與儀器”、“光學(xué)”、“應(yīng)用物理”等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材，也可供從事光學(xué)信息處理、光學(xué)全息、應(yīng)用光學(xué)等專業(yè)的科技人員參考。信息光學(xué)是物理光學(xué)和信息理論相互滲透而發(fā)展起來的新的學(xué)科分支。全書共分11章，重點(diǎn)介紹二維線性系統(tǒng)及其傅里葉分析，光學(xué)中常用到的特殊函數(shù)，卷積和傅里葉變換；敘述標(biāo)量衍射理論和菲涅耳衍射與夫瑯和費(fèi)衍射以及它們與傅里葉變換的關(guān)系；討論光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射特性及頻率傳遞函數(shù)，光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，相干光的概念，光學(xué)全息照相的基本原理和光學(xué)全息的基本顯示技術(shù)，空間濾波的基本原理和相干、非相干光學(xué)信息處理，以及光學(xué)干涉測(cè)量中的光信息處理。

作者簡(jiǎn)介

呂曉旭，男，1959年2月生，教授，博士。從事教學(xué)、光信息處理及光電檢測(cè)方面研究20余年。第一作者20篇，SCI、EI、ISTP收錄20篇。主持國(guó)家自然科學(xué)基金4項(xiàng)、主持及參加省級(jí)別自然科學(xué)基金6項(xiàng)，參加國(guó)家自然科學(xué)基金和云南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目4項(xiàng)。獲省級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，獲發(fā)明專利授權(quán)1項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇。目前正進(jìn)行光學(xué)相位測(cè)量、數(shù)字全息及信號(hào)與圖像處理方面的研究。

書籍目錄

第一章 二維線性系統(tǒng)及其傅里葉分析. 1.1 光學(xué)中的信號(hào)與系統(tǒng)問題 1.2 常用函數(shù) 1.3 二維線性系統(tǒng)與線性不變系統(tǒng) 1.4 卷積與相關(guān) 1.5 線性系統(tǒng)及線性不變系統(tǒng)的空域描述 1.6 線性不變系統(tǒng)的頻域描述——本征函數(shù)及傳遞函數(shù) 1.7 傅里葉分析基礎(chǔ) 1.8 傅里葉變換的性質(zhì) 1.9 一些常用的傅里葉變換對(duì) 1.10 光波場(chǎng)的數(shù)學(xué)描述 第二章 光的標(biāo)量衍射理論 2.1 基爾霍夫衍射理論 2.2 衍射的角譜理論 2.3 菲涅耳衍射 2.4 菲涅耳衍射與傅里葉變換的關(guān)系 2.5 夫瑯和費(fèi)衍射 2.6 夫瑯和費(fèi)衍射與傅里葉變換的關(guān)系 2.7 簡(jiǎn)單孔徑的夫瑯和費(fèi)衍射 .......第三章 光成像系統(tǒng)的衍射及頻率傳遞函數(shù)第四章 光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)第五章 部分相干光的疊加與傳輸?shù)诹?光學(xué)全息照相第七章 光顯示技術(shù)第八章 光學(xué)空間濾波第九章 相干光學(xué)信息出路第十章 非相干光學(xué)信息處理第十一章 光學(xué)干涉測(cè)量中的光信息處理練習(xí)題習(xí)題參考答案

章節(jié)摘錄

第1章 二維線性系統(tǒng)及其傅里葉分析1.1 光學(xué)中的信號(hào)與系統(tǒng)問題光是一種具有電磁波性質(zhì)的物質(zhì)。光的傳輸空間中存在著空氣、水、光學(xué)元件、障礙物等物質(zhì)，通常把存在這些物質(zhì)的空間統(tǒng)稱為介質(zhì)。光的傳輸過程既與光波本身的特性有關(guān)，也與傳輸中所通過的介質(zhì)有關(guān)。即不同的光波對(duì)于不同的介質(zhì)時(shí)會(huì)表現(xiàn)出不同的傳輸性質(zhì)，如光在兩種介質(zhì)界面的反射和折射、介質(zhì)的色散性質(zhì)、透光性質(zhì)、光學(xué)晶體的非線性性質(zhì)等；介質(zhì)的幾何形狀、尺寸、位置、不同介質(zhì)的組合等對(duì)光的傳輸也會(huì)產(chǎn)生影響，如透鏡成像、光的衍射及干涉現(xiàn)象等。我們把通過改變光波的傳輸性質(zhì)，對(duì)光波產(chǎn)生影響或進(jìn)行處理以實(shí)現(xiàn)一定功能的裝置或介質(zhì)稱為光學(xué)系統(tǒng)，如望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、照相機(jī)、光譜儀、衍射及干涉裝置、非線性晶體等，通過不同的光學(xué)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自由傳輸、成像、衍射、干涉、色散、頻率變換等功能。作為一般意義的理解，可以把通過光學(xué)系統(tǒng)的光波稱為光學(xué)信號(hào)，光波通過系統(tǒng)的過程看作是系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的處理。通過系統(tǒng)之前的光波稱為輸入信號(hào)或輸入光波，通過系統(tǒng)后的光波稱為輸出信號(hào)或輸出光波。作為電磁波，光學(xué)信號(hào)是隨時(shí)間和空間而變化和分布的，由于光波的時(shí)間頻率極高，絕大多數(shù)情況下只能檢測(cè)到它的時(shí)間平均效果，一般需要把對(duì)光學(xué)信號(hào)的研究轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g分布問題進(jìn)行。對(duì)于光學(xué)外差等時(shí)變問題的研究，則可以采用時(shí)變信號(hào)與系統(tǒng)的方法處理。對(duì)光學(xué)信號(hào)空間分布的研究，往往是通過對(duì)一個(gè)截平面內(nèi)光學(xué)信號(hào)分布的研究為基礎(chǔ)進(jìn)行的，因此我們通常把光學(xué)信號(hào)表示為一個(gè)二維分布的空間信號(hào)。輸入信號(hào)所在的平面稱為輸入面，輸出信號(hào)所在的平面稱為輸出面。介質(zhì)的性質(zhì)往往會(huì)對(duì)光波的傳輸產(chǎn)生復(fù)雜的影響，但是在許多情況下，介質(zhì)對(duì)光波產(chǎn)生的影響是線性的。如果輸叭信號(hào)是若干輸入光波的線性組合，系統(tǒng)對(duì)這個(gè)線性組合信號(hào)的總輸出，等于各光波單獨(dú)輸入的輸出光波的線性組合，而且這個(gè)輸出信號(hào)的線性組合與輸入信號(hào)的組合形式完全相同，則這個(gè)系統(tǒng)滿足線性疊加原理，稱之為線性系統(tǒng)。對(duì)于線性系統(tǒng)，可以采用相對(duì)比較成熟的線性系統(tǒng)理論進(jìn)行分析和研究，這是貫穿本書的主要內(nèi)容。如果輸入信號(hào)產(chǎn)生了一個(gè)平移，系統(tǒng)在輸入信號(hào)平移前后輸出信號(hào)的唯一差別也只是產(chǎn)生平移，這樣的系統(tǒng)叫平移不變系統(tǒng)。平移不變系統(tǒng)不改變輸出信號(hào)的圖形分布，只是平移前后的輸出圖形整體產(chǎn)生了一個(gè)平行的位置變化，這種輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的一致性關(guān)系，為信號(hào)與系統(tǒng)問題的分析提供了方便。同時(shí)具有線性性質(zhì)和平移不變性質(zhì)的系統(tǒng)稱為線性平移不變系統(tǒng)。雖然實(shí)際上嚴(yán)格滿足線性平移不變系統(tǒng)條件是非常困難的，但是許多重要的常用光學(xué)系統(tǒng)，例如自由空間滿足標(biāo)量衍射近似的衍射系統(tǒng)，滿足一定條件的透鏡系統(tǒng)等，在很大程度上都可以視為具有線性平移不變系統(tǒng)的性質(zhì)。

編輯推薦

《電子信息與電氣學(xué)科規(guī)劃教材(光電信息科學(xué)與工程專業(yè))·信息光學(xué)(第2版)》由電子工業(yè)出版社出版。

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