实验六空间滤波与 e 调制【实验目的】1、了解空间频率、阿贝成像原理以及 e 调制的原理
2、会利用光学原件组装 e 调制光路
【实验仪器】光源、透镜、光栅、e 调制板【实验原理】我们知道,一个通讯系统所接收或传递的信息(例如一个受调制的电压波形),通常具有随时间而变的性质
而用来成象的光学系统,处理的对象是物平面和象平面上的光强分布
如果借用通讯理论的观念,我们完全可以把物平面的光强分布视作输入信息,把象平面上的光强视作输出信息,这样,光学系统所扮演的角色相当于把输入信息转变为输出信息,只不过光学系统所传递和处理的信息是随空间变化的函数
从数学的角度看,随空间变化的函数与随时间变化的函数,其数学变化规律并无实质性的差别
也就是说,傅里叶变换应该可以帮助我们从更高的角度来研究光学中若干新的理论与实际问题
傅里叶光学所讨论的物理内容,尽管仍然是学的传播,干涉,衍射和成象所遵循的规律,但由于傅里叶分析方法的引入,使我们有可能对于早已熟悉的许多光学现象的内在联系,从理论上及数学方法上获得更系统的理解,进行更深入的探讨
尤其重要的是,由此引入的空间频率和频谱的概念,已成为目前迅速发展的光学信息处理、象质评价、成象理论等的基础,这些课题的前景是特别引人注目的
1、空间频率概念的引入我们知道,波动是一个时空过程,沿 z 方向传播的单色平面光波的表达式为E=Acos2 兀(--丄)0T 九或 E=Acos(① t-kz)0单色平面光波最显著的特点是它的时间周期性和空间周期性,它反映出单色光波是一种随时间 t 无限延续、随空间 z 无限延伸的波动
为了描述单色光波的时间周期性,通常将周期 T 称为单色光波的时间周期,它的倒数 1/T 称为时间频率,将 3=2 兀/T 称为时间角频率;与此类似,为了描述单色光波的空间周期性,通常将波长九称为单色光波的空间周期,1/九称为空间频率,将波数 k=