第 8 章 光信息处理技术8．1 引言光信息处理是 60 年代随着激光器的问世而进展起来的一个新的讨论方向，是现代信息处理技术中一个重要组成部分，在现代光学中占有很重要的地位。所谓光学信息，是指光的强度（或振幅）、位相、颜色（波长）和偏振态等。光学信息处理是基于光学频谱分析，利用傅里叶综合技术，通过空域或频域调制，借助空间滤波技术对光学信息进行处理的过程，较多用于对二维图像的处理。事实上，早在 1873 年，著名德国科学家阿贝（Abbe）创建了二次成像理论，就已经为光学信息处理打下了一定的理论基础。 1935 年，物理学家泽尼克（ Dutchman Fritz Zernike）发明了相衬显微镜，将位相分布转化为强度分布，成功地直接观察到微小的位相物体——细菌，用光学方法实现了图像处理，解决了由于染色而导致细菌大量死亡的问题。泽尼克的成功为光学信息处理技术的进展作出了新的贡献。1963 年，范德拉格特（A. Vander Lugt）提出了复数空间滤波的概念，使光学信息处理进入了一个广泛应用的新阶段。此后，光学信息处理作为一门十分活跃的学科进展极快。80 年代以后[8-1] ，随着高新技术的蓬勃兴起，进入了一个“信息爆炸时代”，要求对超大量信息具有快速处理的能力。例如核武器设计、战略防备计划、中长期天气预报、空间技术、气体动力学、机器人视觉、人工智能等许多方面都对数据处理提出了超高速和超大容量的要求。要想在预定的时间段内获得准确的结果，要求计算速度必须达到 1012～1015次 / 秒。几乎同时进展起来的电子计算机技术随着电子功能器件的日益完善，以其速度快、使用方便而一度成为信息处理的主要手段。然而，由于其自身的先天性局限，如“冯诺依曼瓶颈”问题、RC 问题、时钟歪斜问题、电磁场干扰问题、互连带宽问题等等限制，要想完成这种超高速计算已显得力不从心，即使是当今最先进的所谓“神经计算机”也无法满足时代提出的要求。光以其速度快、抗干扰能力强、可大量并行处理等特点逐渐显示其独特的优越性。在光学信息处理基础上进展起来的光计算讨论及其相关技术已为该领域注入了新的生命，成为十分活跃的一个学科方向。由于光学信息处理的内容及其丰富，涉及的面也极广，本章篇幅有限，很难全面地反映该领域所取得的丰硕成果，因此只讨论最基本、最典型的处理方法和实例，并在最后就光学神经网络、光互连等光计算学科的内容作一初步介绍。8．2 光学频谱分析系统和空间滤波8．2．1 阿贝（Abbe）...
