大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)傅里葉光學(xué)

1、姓名：班級(jí)：大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)傅里葉光學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)名稱傅里葉光學(xué)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)利用光學(xué)元件觀察傅立葉光學(xué)現(xiàn)象。2掌握傅立葉光學(xué)變換的原理，加深對(duì)傅立葉光學(xué)中的一些基本概念和基本理論的理解，如空間頻率、空間頻譜、空間濾波和卷積等。二、實(shí)驗(yàn)所用儀器及使用方法防震實(shí)驗(yàn)臺(tái)，He-Ne激光器，擴(kuò)束系統(tǒng)（包括顯微物鏡，針孔（30頃），水平移動(dòng)調(diào)整器），全反射鏡，透鏡及架（f=+150mm,f=+100mm）,50線/mm光柵濾波器，白屏三、實(shí)驗(yàn)原理平面波Ee（x,y）入射到p平面（透過率為心刃）在p平面后Z=0處的光場分布為：E（x,y）=”"）Ee（x,y）圖根據(jù)惠更斯原理（Huyg

2、ens'Principle）,在p平面后任意一個(gè)平面p'處光場的分布可看成p平面上每一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的球面波的組合，也就是基爾霍夫衍射積分（Kirchhoff'sdiffractionintegral）。|I腫y眄,7應(yīng)0，尸）g弍皆聲旳這里：幾=球面波波長;n=p平面（x,y）的法線矢量;(1)K=幾（波數(shù)）'幾是位相和振幅因子；cos（n,r）是傾斜因子；在一般的觀察成像系統(tǒng)中，cos（n,r）訊1。刃+玄切+冷茲，分母項(xiàng)中產(chǎn)z1）式可用菲涅爾衍射積分表示：（菲涅爾近似Fresnelapproximation）II尹rr屮-川打-訥當(dāng)z更大時(shí)，即Z幾時(shí)，公式（2）

3、進(jìn)一步簡化為夫瑯和費(fèi)衍射積分:丑&,丁二U._y丁診応危dxdy這里:C(x,y,z)=位相彎曲因子。如果用空間頻率做為新的坐標(biāo)有:若傅立葉變換為E(yx,v=FE(x,y-)=|釵“盧心曲必旳(3)式的傅立葉變換表示如下：E(x',y',z)FE(x,y)=/&yltg"才CE冷i、可見空間頻率越高對(duì)應(yīng)的衍射角也越大，當(dāng)z越大時(shí)，衍射頻譜也展的越寬；由于感光片和人眼等都只能記錄光的強(qiáng)度(也叫做功率譜)，所以位相彎曲因子I他丹2身萬國應(yīng)“1F理論上可以證明,如果在焦距為f的匯聚透鏡的前焦面上放一振幅透過率為g(x,y)的圖象作為物，并用波長為丘的單色平面波垂直照明圖象，則在透鏡后焦面上的復(fù)振幅分布就是g(x,y)的傅立葉變換&(兀，其中空間頻率久，幾與坐標(biāo)2仁=i_=的關(guān)系為：，。故°丿)面稱為頻譜面(或傅氏面，由此可見，復(fù)雜的二維傅立葉變換可以用一透鏡來實(shí)現(xiàn)，稱為光學(xué)傅立葉變換，頻譜面上的光強(qiáng)分布，也就是物的夫瑯禾費(fèi)衍射圖。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.圓孔2.方孔