信息光学理论与应用

第1章 二维傅里叶分析
1.1 光学中常用的几种非初等函数
1.1.1 矩形函数
1.1.2 sinc函数
1.1.3 阶跃函数
1.1.4 符号函数
1.1.5 三角形函数
1.1.6 高斯函数
1.1.7 圆域函数
1.2 δ函数
1.2.1 δ函数的定义
1.2.2 δ函数的物理意义
1.2.3 δ函数的性质
1.2.4 梳状函数
1.3 卷积
1.3.1 卷积概念的引入
1.3.2 卷积的定义
1.3.3 卷积的物理意义和几何意义
1.3.4 卷积的运算性质
1.3.5 卷积运算举例
1.4 相关
1.4.1 相关
1.4.2 自相关
1.4.3 相关运算举例
1.4.4 有限功率函数的相关
1.5 傅里叶变换的基本概念
1.5.1 二维傅里叶变换的定义
1.5.2 存在条件
1.5.3 广义傅里叶变换
1.5.4 虚、实、奇、偶函数傅里叶变换的性质
1.5.5 傅里叶变换作为分解式
1.6 二维傅里叶变换的基本定理
1.7 傅里叶-贝塞尔变换
1.7.1 可分离变量函数的变换
1.7.2 具有圆对称的函数：傅里叶-贝塞尔变换
1.8 常用傅里叶变换对
1.9 线性系统与线性空间不变系统
1.9.1 系统的算符表示
1.9.2 线性系统的意义
1.9.3 脉冲响应函数与叠加积分
1.9.4 线性空间不变系统传递函数
1.9.5 线性空间不变系统的本征函数
1.9.6 LSI级联系统
1.10 二维采样定理
1.10.1 图像函数的采样表示法
1.10.2 奈奎斯特判据
1.10.3 原始函数的复原
1.10.4 空间-带宽积
思考题
习题
参考文献
第2章 标量衍射理论
2.1 引言
2.2 基尔霍夫衍射理论
2.2.1 数学预备知识
2.2.2 平面衍射屏的基尔霍夫衍射公式
2.2.3 菲涅耳一基尔霍夫衍射公式
2.2.4 衍射公式与叠加积分
2.3 衍射规律的频域表达式
2.3.1 衍射规律的频域描述
2.3.2 传播现象作为一种线性空间滤波器
2.3.3 衍射孔径对角谱的效应
2.4 菲涅耳衍射与夫琅和费衍射
2.4.1 初步的近似处理
2.4.2 菲涅耳近似
2.4.3 夫琅和费衍射
2.4.4 夫琅和费衍射与菲涅耳衍射的关系
2.5 夫琅和费衍射计算实例
2.5.1 矩孔和单缝的夫琅和费衍射
2.5.2 多缝的夫琅和费衍射
2.5.3 圆孔的夫琅和费衍射
2.5.4 圆环的夫琅和费衍射
2.5.5 正弦型振幅光栅的夫琅和费衍射
2.5.6 正弦型位相光栅的夫琅和费衍射
2.6 菲涅耳衍射计算实例
2.6.1 傅里叶成像
2.6.2 衍射屏被会聚球面波照明时的衍射
2.6.3 方孔的菲涅耳衍射
2.7 衍射的巴俾涅原理
思考题
习题
参考文献
第3章 光学成像系统的频率特性
3.1 透镜的傅里叶变换性质
3.1.1 薄透镜的位相调制作用
3.1.2 透镜的傅里叶变换性质
3.1.3 透镜孔径的影响
3.2 光学成像系统的一般分析
3.2.1 成像系统的普遍模型
3.2.2 衍射受限系统的点扩展函数
3.2.3 准单色光照明时物像关系分析
3.3 衍射受限相干成像系统的传递函数
3.3.1 相干传递函数的定义
3.3.2 相干传递函数与系统物理性质的联系
3.3.3 像差对系统传递函数的影响
3.3.4 相干传递函数计算举例
3.4 衍射受限非相干成像系统的传递函数
3.4.1 衍射受限系统的光学传递函数
3.4.2 OTF与CTF的关系
3.4.3 光学传递函数的一般性质和意义
3.4.4 衍射受限系统OTF的计算
3.4.5 像差对OTF的影响
3.5 相干成像与非相干成像系统的比较
思考题
习题
参考文献
第4章 部分相干理论
4.1 光场相干性的一般概念
4.1.1 光源的空间相干性与光源线度
4.1.2 光源的时间相干性与光波频谱
4.2 互相干函数
4.2.1 解析信号——实多色场的复值表示
4.2.2 互相干函数与复相干度
4.2.3 互相干函数的谱表示
4.2.4 互相干函数与互相干度的测量
4.3 准单色光的干涉
4.3.1 准单色场的互强度和复相干度
4.3.2 准单色光的传播
4.4 范西特一泽尼克定理
4.4.1 范西特一泽尼克定理
4.4.2 均匀圆形光源的例子
思考题
习题
参考文献
第5章 光学全息照相
5.1 全息照相的基本原理
5.1.1 全息图的记录和重现
5.1.2 基本理论
5.1.3 全息照相的基本特点
5.1.4 全息图的类型
5.2 菲涅耳全息图
5.2.1 基元全息图的几何模型
5.2.2 点源全息图的记录和重现
5.2.3 几种特殊情况
5.3 全息记录介质
5.3.1 基本术语
5.3.2 全息记录介质的特性
5.3.3 几种常用的全息记录介质
5.4 全息照相装置及实验注意事项
5.4.1 全息照相所需的设备和元件
5.4.2 全息照相光路的布置
5.5 傅里叶变换全息图
5.5.1 傅里叶变换全息图的记录和重现
5.5.2 准傅里叶变换全息图
5.5.3 无透镜傅里叶变换全息图
5.6 像全息图彩虹全息图
5.6.1 像全息图
5.6.2 彩虹全息图
5.7 体积全息图
5.7.1 透射体积全息图
……
第6章 空间滤波
第7章 相干光学处理
第8章 非相干光学处理
第9章 信息光学在计量学中的应用
第10章 信息光学在光通信中的应用
附录1 贝塞尔函数关系式表
附录2 全部习题答案