2024年傅立叶光学实验报告

傅立叶光学实验报告 实验报告 陈杨 P 理二班 实验题目：傅里叶光学实验 实验目的: 加深对傅里叶光学中的一些基本概念和理论的理解?验证阿贝成像理论?理 解 透镜成像过程?掌握光学信息处理的实质?进一步了解透镜孔径对分辨率的影响。 实验原理: 1.傅里叶光学变换 ,vy)]dxdy,.,复杂的二维傅 ,vy)]dxdy,. ,复杂的二维傅 二维傅里叶变换为： ',,xf,x,,,f,,,,'y,,f,y,,f,,,,1gxFaff()[(,)],xy( 1 ) 里叶变换可以用透镜来实现?叫光学傅里叶变换。 2.阿贝成像原理 由于物面与透镜的前焦平面不重合?根据傅立叶光 学的理论可以知换，频谱，?不过只有一个位相因 子的差别?对于一般情况的滤波处理可以不考虑。这个光路的优道在透镜的 后 焦平面上得到的不是物函数的严格的傅立叶变点是光路简单?是显微镜物镜 成像的 情况一可以得到很大的象以便于观察?这正是阿贝当时要改进显微镜的 分辨本领时 所用的光路。3.空间滤波 根据以上讨论：透镜的成像过程可看作是两次傅里叶变换?即从空间 aff(,)gxy(,)gxy(,)xy 函数变为频谱函数?再变回到空间函数?假如在频谱面 aff(,)gxy(,)gxy(,)xy 函数变为频谱函数?再变回到空间函数?假如在频谱面 上放一不同结构的光阑?以提取某些频段的信息?则必定使像上发生相应的变化? 这样的图像处理称空间滤波。 实验内容 : 1. 测小透镜的焦距 f1 , 付里叶透镜 f2=45.0CM,. 光路:直角三棱镜?望远镜,倒置,, 出射应是平行光 ,?小透镜?屏。,思考:如何测 焦距 ,, 夫琅和费衍射 : 光路: 直角三棱镜 ?光栅?墙上布屏, 此光路满足远场近似 , ,1, 利用夫琅和费 衍 射测一维光栅常数 , 光栅方程:dsin 0=kX 其中,k=0,?1, ?2, ?3,… 请自己选择待测量的量和求光栅常数的方法。 , 卷尺可向老师索要 , 记录一维光栅的衍射图样、可看到哪些级 记录 0 级、?1 级、?2 级光斑的位置 , ,2, 记录二维光栅的衍射图样 . 3. 观察并记录下述傅立叶频谱面上不同滤波条件的图样或特征 , 光路: 直角 三 棱镜?光栅?小透镜? 滤波模板 , 位于空间频谱面上 ,?墙上屏 思考: 空间频谱面在距小透镜多远处 , 图样应是何样 , ,1, 一维光栅:, 滤波模板 自制? 一定要注意戴眼镜保护 , 可用一张纸?一根针扎空来制作?也可用其他方法 a. 滤波模板只让 a. 滤波模板只让 0 级通过 ; 滤波模板只让 0 滤波模板只让 0、?1 级通过 ; 滤波模板只让 0 滤波模板只...