說明光學(xué)緒論

1、信息光學(xué)朱衛(wèi)華河海大學(xué)理學(xué)院 參考文獻(xiàn)1、李俊昌等.信息光學(xué)理論與計算,科學(xué)出版社。4、陶世荃等.光全息存儲,北京工業(yè)大學(xué)出版社。5、宋菲君.近代光學(xué)信息處理,北京大學(xué)出版社。6、竺子民. 光電圖像處理,華中科技大學(xué)出版社。7、鄭光照. 光信息科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用，電子工業(yè)出版社。8、宋菲君. 信息光子學(xué)物理，北京大學(xué)出版社。2、Goodman JW .傅里葉光學(xué)導(dǎo)論 (秦克城譯)電子工業(yè)出版社。3、呂乃光 .傅里葉光學(xué),機(jī)械工業(yè)出版社。 第一章作業(yè)P321.4用寬度為a的狹縫，對平面上光強(qiáng)分布掃描，在狹縫后用光電探測器，求輸出強(qiáng)度分布。補(bǔ)充題緒 論 一 引言三 相襯顯微鏡相關(guān)知識四 全息照相五 攝

2、影鏡頭的綜合評價的方法-光學(xué)傳遞函數(shù)二 空間濾波仿真實驗演示六 光信息科學(xué)與技術(shù)與應(yīng)用介紹緒 論 光學(xué)是一門較早發(fā)展的學(xué)科，它在科學(xué)(量子論、相對論）與技術(shù)的發(fā)展史上占有十分重要地位。近幾十年來，由于光學(xué)自身的發(fā)展以及和其它科學(xué)技術(shù)（如電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等）的廣泛結(jié)合與相互滲透，傳統(tǒng)的光學(xué)在理論方法和實際應(yīng)用(如信息的存貯,光纖通信)上都有了許多重大的突破和進(jìn)展，形成了許多新的分支學(xué)科或邊緣學(xué)科。 一 引言 1935年F.Zernike相襯原理的提出 1948年D.Gabor全息照相術(shù)的發(fā)明 1955年H.H.Hopkins光學(xué)傳遞函數(shù)理論的建立 1960年T.H.Maiman紅寶石激光器的

3、誕生 它們是現(xiàn)代光學(xué)發(fā)展中的幾件大事，連同60年代以后由 于各種激光器的研制成功而迅速發(fā)展起來的非線性光學(xué)、纖維光學(xué)、集成光學(xué)等諸方面，使現(xiàn)代光學(xué)廣泛地活躍在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多部門。 表征現(xiàn)代光學(xué)重大進(jìn)展的另一件大事，是P.M.Duffieux 1946年把傅里葉變換的概念引入光學(xué)領(lǐng)域，由此發(fā)展成現(xiàn)代光學(xué)的一個重要分支傅里葉光學(xué)（信息光學(xué)）。它應(yīng)用線性系統(tǒng)理論和空間頻譜的概念，分析光的傳播、衍射和成像等問題。信息光學(xué)用改變頻譜的方法處理相干處理系統(tǒng)中的光信息；用頻譜被改變的觀點評價非相干成像系統(tǒng)的像質(zhì)。信息光學(xué)促進(jìn)了圖像科學(xué)、應(yīng)用光學(xué)和光電子學(xué)的發(fā)展?？梢哉J(rèn)為它是光學(xué)、光電子學(xué)、信息論和通訊理

4、論的交叉學(xué)科。光學(xué)薄膜和光學(xué)晶體是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的重要器件，用途非常廣泛。研究光在光在薄膜中的反射、折射、偏振及光譜特性，以及晶體對光波的雙折射和偏振效應(yīng)，分別構(gòu)成了薄膜光學(xué)和晶體光學(xué)的重要內(nèi)容，也是現(xiàn)代光學(xué)的重要組成部分。當(dāng)今社會是信息社會,信息技術(shù)正在改變著人類社會.在各種各樣的信息技術(shù)中,光信息技術(shù)的地位越來越重要,作用也越來越突出。在信息的產(chǎn)生、采集、顯示、傳輸、存貯以及處理的各個環(huán)節(jié)中，光信息技術(shù)都扮演著重要的角色。光信息科學(xué)與技術(shù)是光學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合的一門學(xué)科。二 空間濾波仿真實驗演示同學(xué)們回去操作練習(xí)相襯顯微鏡是一種特殊的顯微鏡，特別適用于觀察具有很高透明度的對象，例如

5、生物切片、油膜和細(xì)菌等。光波通過這些物體，往往只改變?nèi)肷涔獠ǖ奈幌喽桓淖內(nèi)肷涔獠ǖ恼穹捎谌搜奂八心芰繖z測器只能辨別光波強(qiáng)度上的差別，也即振幅上的差別，而不能辨別位相的變化，因此用普通顯微鏡是難以觀察到這些物體的。三 相襯顯微鏡相關(guān)知識臉頰上皮細(xì)胞的相襯顯微鏡下的圖像相襯法是通過空間濾波器將物體的位相信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的振幅信息，從而大大提高透明物體的可分辨性，所以從這個意義上說，相襯法是一種光學(xué)信息處理方法，而且是最早的信息處理的成果之一，因此在光學(xué)的發(fā)展史上具有重要意義。1935年澤爾尼克根據(jù)阿貝成像原理，首先提出位相反襯法，由改變頻譜的位相以改善透明物體成像的反襯度，1953年澤爾尼克

6、因此獲諾貝爾物理學(xué)獎。這是諾貝爾物理學(xué)獎中少數(shù)幾項與光學(xué)有關(guān)的獎項之一.目前，在大多數(shù)高級光學(xué)顯微鏡中都使用了相襯技術(shù)，而它也被廣泛應(yīng)用于為透明標(biāo)本如活體細(xì)胞和小的器官組織提供對比度圖像。 使用4F相關(guān)器實現(xiàn)相襯功能的光路圖四 全息照相 利用透鏡成像原理，僅記錄了物光中的振幅信息，無立體感。普通照相利用光的干涉原理，記錄了物光中的全部信息-振幅和位相，有立體感。全息照相全息照相是由美國科學(xué)家伯格在利用X射線拍攝晶體的原子結(jié)構(gòu)照片時發(fā)現(xiàn)的，并與伽柏一起建立了全息照相理論：利用雙光束干涉原理，令物光和另一個與物光相干的光束（參考光束）產(chǎn)生干涉圖樣, 用感光底片能同時記錄下位相和振幅，就可以獲得全息

7、圖像。 伽伯的實驗室關(guān)于全息防偽商標(biāo)的視頻2iPhone的全息五 攝影鏡頭的綜合評價的方法-光學(xué)傳遞函數(shù)正弦光柵研究鏡頭對正弦變化的圖形的反映，就可以研究鏡頭的性能 光學(xué)傳遞函數(shù)（OTF=MTF+OTF） 鏡頭信息傳遞系統(tǒng) 被拍攝景物反射出來的光線是它的輸入信息，而膠片上的成像就是它的輸出信息。一個優(yōu)秀的鏡頭意味著它的輸出的像忠實的再現(xiàn)了輸入方景物的特性。MTF (Modulation Transfer Function) 對比度 最大亮度與最小亮度的差與它們的和的比值PTF 相位傳遞函數(shù) =輸入正弦信號與輸出信號的相位差調(diào)制傳遞函數(shù)MTF MTF綜合反映了鏡頭的反差和分辨率特性， MTF是用

8、儀器測量的，是目前最為客觀最為準(zhǔn)確的鏡頭評價方法。*被攝物體或畫面影像中,明亮部分與陰暗部分的亮度差就叫反差。 隨著空間頻率增高，MTF值逐漸下降，直到趨于0。人眼對MTF為0.05的影像尚能分辯，而當(dāng)MTF低于0.02時就完全不能察覺了。這樣，通過MTF曲線的繪制， 鏡頭的反差和分辨率就都成為可測量的了。反差分辨率紅色好好綠色不好好藍(lán)色好不好變焦鏡頭的MTF光信息科學(xué)與技術(shù)與應(yīng)用介紹一、光信息科學(xué)基礎(chǔ) 1、線性系統(tǒng)理論 2、光學(xué)變換理論 3、光傳播理論 4、光成像理論基礎(chǔ)篇二、光信息技術(shù)基礎(chǔ) 1、激光技術(shù) 2、空間光調(diào)制器 鄭光照. 電子工業(yè)出版社基本技術(shù)篇一、光信息的采集和顯示技術(shù)光信息的

9、采集 1、光電信息變換法 光電信息有直接對應(yīng)關(guān)系，如數(shù)碼相機(jī)。 單鏡頭反光同軸式2、光信息編碼法 按一定的規(guī)律把圖像的信息映射到某一空間，再把映 射信息轉(zhuǎn)化為電信息或光信息。這里的電信息（光信息）對應(yīng)的不是圖像本身的信息，而是映射信息，因此在重現(xiàn)過程中直接重現(xiàn)的往往不是圖像本身，而是其映射的結(jié)果。如果需要重現(xiàn)圖像的話，就必須通過一定的重建方法來實現(xiàn)。這種方法常用于光學(xué)信息處理。比如，通過傅里葉變換，空間信息變?yōu)轭l域信息。1、CRT陰極射線顯示器（電子束掃描），傳統(tǒng)的電 視機(jī)，電腦顯示器。2、液晶顯示器 結(jié)構(gòu)簡單，在兩片敷有透明導(dǎo)電電極的平板玻璃夾層中裝入一種具有液體性質(zhì)而光學(xué)上具有晶體性質(zhì)的物

10、體（液晶），在透明電極上加上幾伏至幾十伏的電壓，電極之間的透光率、色彩、反射率就會發(fā)變化。光信息顯示史上第一臺第一臺使用液晶顯示器的可攜式電腦(Laptop computer)為1981年EPSON HX-20, 1983年量產(chǎn).第一臺筆記型電腦(Notebook)為1989年NEC UltraLite第一臺可攜帶式的液晶電視為1985年CASIO TV-212、液晶顯示器優(yōu)點液晶顯示器的突出優(yōu)點是電壓低，功率小，可與集成電路配套使用，體積小。此外，在明亮的條件下能得到使人滿意的對比度、色彩。但它的工作溫度范圍小，一般在050度，目前制作大面積的平板顯示器有一定的困難。3、等離子顯示板 在兩塊

11、平板玻璃中封入電離發(fā)光的氦（He）、氖（Ne）、氙（Xe）等種類的惰性混合氣體，在透明電極上加上幾百伏的電壓，電極之間電場使氣體電離發(fā)光。它最適用于組裝成大屏幕顯示屏，多用于體育場、軍事指揮中心。二、光信息的傳輸技術(shù)1、光纖通信技術(shù)光纖連接器、光分路耦合器、波分復(fù)用器件、光隔離器、 光開關(guān).三、光信息存貯技術(shù)1、光盤的存貯原理2、光盤存貯器設(shè)備中的光學(xué)系統(tǒng)2、無源導(dǎo)波器件四、光信息的加工及其處理技術(shù)1、空間濾波2、照相圖像的恢復(fù)3、假彩色編碼-用黑白膠片保存彩色像4、圖像增強(qiáng)五、光學(xué)圖像特征識別其它 應(yīng)用技術(shù)篇一、光學(xué)計量技術(shù)1、全息干涉計量2、全息散斑計量二、全息術(shù)1、白光再現(xiàn)全息圖2、計算全息3、模壓全息技術(shù)四、條形碼技術(shù) 條形碼系統(tǒng)是按照特定格式組合起來的一組寬度不同的平行線條，其線條和間隔代表了某些數(shù)字符號，用以表示某些信息。這種代碼非常容易使用簡便的閱讀器裝置進(jìn)行識別，經(jīng)過閱讀設(shè)備的光電轉(zhuǎn)換的信號只需經(jīng)過簡單的接口電路即能輸送到微型機(jī)等數(shù)據(jù)處理裝置，進(jìn)行信息的處理。三、層析成像技術(shù)1、投影數(shù)據(jù)和拉冬變換2、圖像的重建3、圖像的光學(xué)模擬重現(xiàn)五、紅外技術(shù) 紅外技術(shù)一開始主要用于軍事方面，近年來隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，特別是一些新型的紅外探測器和成像器件的陸續(xù)問世及其成本的不斷下降，使得紅外技術(shù)的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展。在一些技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，紅外技術(shù)不僅用于軍事、科學(xué)研究、工