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第一章 傅里叶分析1

第一节 常用函数及其性质1

一、矩形函数和方盒函数1

二、三角形函数3

三、sinc函数和sinc2函数4

四、阶跃函数5

五、符号函数6

六、圆域函数6

第二节 卷积7

一、卷积的定义7

二、卷积的计算方法8

三、卷积的性质12

第三节 相关14

一、相关的定义14

二、相关的性质14

第四节 δ函数和comb函数15

一、δ函数的定义15

二、δ函数的表示方法18

三、δ函数的性质18

四、comb函数及其性质21

第五节 傅里叶变换22

一、傅里叶变换的定义22

二、傅里叶变换的性质23

三、可分离变量函数的傅里叶变换28

四、常用傅里叶变换对32

第六节 抽样定理32

一、抽样定理的内容33

二、抽样定理的证明34

习题37

第二章 线性系统概论39

第一节 线性系统的基本概念39

一、系统及其分类39

二、线性系统40

三、线性不变系统42

一、系统对基元函数的响应43

第二节 线性系统的分析方法43

二、线性系统的两种分析方法47

第三节 复合系统的脉冲响应和传递函数49

一、串联系统50

二、并联系统51

三、反馈系统52

习题53

第三章 光波场的数学描述54

第一节 光波场的复振幅表示54

一、平面波的复振幅55

二、球面波的复振幅56

三、柱面波的复振幅57

第二节 光波场中任一平面上的复振幅58

一、平面光波复振幅的空间频率描述59

二、球面光波场中任一平面上的复振幅64

习题67

第四章 标量衍射理论基础68

第一节 惠更斯—菲涅耳原理68

一、衍射概述68

二、惠更斯—菲涅耳原理69

第二节 基尔霍夫衍射公式70

第三节 瑞利—索末菲衍射公式73

第四节 衍射公式与叠加积分74

第五节 衍射问题的频率域分析76

一、从空域到频域76

二、频谱的传播效应77

三、衍射过程的频谱分析79

第六节 非单色光波的衍射81

习题82

第五章 菲涅耳衍射与夫琅和费衍射84

第一节 衍射区的划分84

一、衍射区的划分84

二、菲涅耳近似与夫琅和费近似85

一、菲涅耳衍射的“系统”分析89

第二节 菲涅耳衍射与夫琅和费衍射的“系统”分析89

二、夫琅和费衍射的“系统”分析91

第三节 夫琅和费衍射实例93

一、矩孔的夫琅和费衍射93

二、圆孔的夫琅和费衍射95

三、正弦型振幅光栅的夫琅和费衍射96

四、正弦型位相光栅的夫琅和费衍射100

第四节 菲涅耳衍射的计算103

习题106

第六章 透镜的变换性质110

第一节 薄透镜的位相变换性质110

一、物在透镜前方115

第二节 透镜的傅里叶变换性质115

二、物在透镜后方120

第三节 透镜孔径对透镜傅里叶变换的影响124

一、透镜孔径对光线的限制作用124

二、透镜的截止频率126

三、能得到物体准确傅里叶变换的最大空间频率126

四、考虑透镜孔径影响后频谱的复振幅表示式127

五、物面位置对透镜傅里叶变换的影响128

习题130

第七章 光学成像系统的频率特性133

第一节 正薄透镜的成像133

一、透镜的振幅点扩散函数133

二、正透镜的成像138

第二节 一般光学成家系统的分析139

一、光学成像系统的黑箱模型139

二、成像系统的线性特性141

第三节 相干传递函数(CTF)143

一、CTF的概念及其与光瞳函数的关系143

二、CTF计算举例145

三、对CTF的简要说明148

第四节 光学传递函数(OTF)150

一、OTF的概念150

二、OTF与CTF的关系152

三、OTF与光瞳函数的关系153

四、OTF的一般性质154

五、OTF计算举例156

六、OTF的物理解释160

第五节 实际光学系统的传递函数163

一、广义光瞳函数163

二、实际光学成像系统的CTF164

三、实际光学成像系统的OTF164

四、成像系统离焦时的OTF166

第六节 相干成像和非相干成像的比较169

一、像的强度频谱与衬度170

二、两点间的分辨率173

习题176

第一节 光全息术概述180

第八章 光全息学基本原理180

第二节 全息照相的基本方程185

一、波前记录185

二、波前再现187

三、平面全息图的物像关系189

第三节 傅里叶变换全息图193

一、傅里叶变换全息图193

二、准傅里叶变换全息图196

三、无透镜傅里叶变换全息图198

第四节 像全息图201

一、二步彩虹全息图202

第五节 彩虹全息图202

二、一步彩虹全息图204

第六节 位相全息图205

第七节 计算全息图208

一、抽样209

二、计算离散傅里叶频谱211

三、编码绘图212

四、照相缩版214

五、光学再现214

第八节 光全息术的应用简介215

一、全息光学元件215

二、全息干涉计量220

三、全息信息存储227

第九节 激光散斑及其应用229

一、激光散斑的基本性质229

二、散斑干涉术及其应用232

习题236

第九章 光学信息处理238

第一节 空间频率滤波239

一、阿贝二次成像理论239

二、阿贝—波特实验240

三、泽尼克相衬显微镜242

第二节 基本相干光处理系统245

一、光学频谱分析系统246

二、光学滤波系统247

三、光学相关系统251

四、混合处理系统254

第三节 相干光学处理255

一、光学图像相减255

二、像边缘增强260

三、图像识别264

四、模糊图像的像质改善——用逆滤波器消模糊269

五、相干光反馈系统271

第四节 非相干光处理273

一、基于几何成像的非相干光处理274

二、基于几何投影的非相干光处理277

第五节 白光信息处理278

第六节 非线性光学处理283

一、半色调网屏处理283

二、θ调制技术288

第七节 实时混合处理290

习题291

第十章 傅里叶光学的新进展293

第一节 二元衍射光学293

一、引言293

二、二元光学的基本原理294

三、二元元件的设计297

四、二元元件的制作299

五、二元元件的主要应用301

第二节 光数字计算机303

一、光逻辑元件304

二、光学互连307

三、光计算机的研究重点307

第三节 数字实时全息术309

第四节 畸变不变光学模式识别310

一、引言310

二、综合鉴别函数模式识别311

参考文献317