信息光学理论与应用 第2版PDF电子书下载

第1章 二维傅里叶分析 1

1.1光学中常用的几种非初等函数 1

矩形函数 1

sinc函数 2

阶跃函数 3

符号函数 3

三角形函数 4

高斯函数 4

圆域函数 6

1.2 δ函数 6

δ函数的定义 6

δ函数的物理意义 8

δ函数的性质 8

梳状函数 10

1.3卷积 11

卷积概念的引入 12

卷积的定义 13

卷积的物理意义和几何意义 13

卷积的运算性质 14

卷积运算举例 16

1.4相关 18

互相关 18

自相关 19

相关运算举例 20

有限功率函数的相关 22

1.5傅里叶变换的基本概念 22

二维傅里叶变换的定义 22

存在条件 23

广义傅里叶变换 24

虚、实、奇、偶函数傅里叶变换的性质 25

傅里叶变换作为分解式 26

1.6二维傅里叶变换的基本定理 27

1.7傅里叶-贝塞尔变换 31

可分离变量函数的变换 31

具有圆对称的函数：傅里叶-贝塞尔变换 32

1.8常用傅里叶变换对 34

1.9线性系统与线性空间不变系统 36

系统的算符表示 36

线性系统的意义 37

脉冲响应函数与叠加积分 37

线性空间不变系统 传递函数 38

线性空间不变系统的本征函数 39

LSI级联系统 41

1.10二维采样定理 42

图像函数的采样表示法 43

奈奎斯特判据 44

原始函数的复原 44

空间-带宽积 45

思考题 46

习题 47

参考文献 49

第2章 标量衍射理论 50

2.1引言 50

2.2基尔霍夫衍射理论 51

数学预备知识 51

平面衍射屏的基尔霍夫衍射公式 54

菲涅耳-基尔霍夫衍射公式 55

衍射公式与叠加积分 57

2.3衍射规律的频域表达式 57

衍射规律的频域描述 57

传播现象作为一种线性空间滤波器 59

衍射孔径对角谱的效应 59

2.4菲涅耳衍射与夫琅和费衍射 60

初步的近似处理 61

菲涅耳近似 61

夫琅和费衍射 63

夫琅和费衍射与菲涅耳衍射的关系 63

2.5夫琅和费衍射计算实例 64

矩孔和单缝的夫琅和费衍射 64

多缝的夫琅和费衍射 66

圆孔的夫琅和费衍射 68

圆环的夫琅和费衍射 69

正弦型振幅光栅的夫琅和费衍射 71

正弦型位相光栅的夫琅和费衍射 73

2.6菲涅耳衍射计算实例 75

傅里叶成像 75

衍射屏被会聚球面波照明时的衍射 77

方孔的菲涅耳衍射 78

2.7衍射的巴俾涅原理 82

思考题 83

习题 84

参考文献 86

第3章 光学成像系统的频率特性 87

3.1透镜的傅里叶变换性质 88

薄透镜的位相调制作用 88

透镜的傅里叶变换性质 90

透镜孔径的影响 92

3.2光学成像系统的一般分析 95

成像系统的普遍模型 95

衍射受限系统的点扩展函数 96

准单色光照明时物像关系分析 98

3.3衍射受限相干成像系统的传递函数 100

相干传递函数的定义 100

相干传递函数与系统物理性质的联系 101

像差对系统传递函数的影响 102

相干传递函数计算举例 103

3.4衍射受限非相干成像系统的传递函数 105

衍射受限系统的光学传递函数 105

OTF与CTF的关系 106

光学传递函数的一般性质和意义 107

衍射受限系统OTF的计算 109

像差对OTF的影响 112

3.5相干成像与非相干成像系统的比较 115

思考题 117

习题 118

参考文献 120

第4章 部分相干理论 121

4.1光场相干性的一般概念 121

光源的空间相干性与光源线度 121

光源的时间相干性与光波频谱 124

4.2互相干函数 128

解析信号——实多色场的复值表示 128

互相干函数与复相干度 129

互相干函数的谱表示 131

互相干函数与互相干度的测量 132

4.3准单色光的干涉 132

准单色场的互强度和复相干度 132

准单色光的传播 135

4.4范西特-泽尼克定理 140

范西特-泽尼克定理 140

均匀圆形光源的例子 141

思考题 143

习题 143

参考文献 144

第5章 光学全息照相 146

5.1全息照相的基本原理 146

全息图的记录和重现 146

基本理论 147

全息照相的基本特点 149

全息图的类型 149

5.2菲涅耳全息图 150

基元全息图的几何模型 151

点源全息图的记录和重现 152

几种特殊情况 154

5.3全息记录介质 156

基本术语 156

全息记录介质的特性 156

几种常用的全息记录介质 161

5.4全息照相装置及实验注意事项 164

全息照相所需的设备和元件 164

全息照相光路的布置 166

5.5傅里叶变换全息图 167

傅里叶变换全息图的记录和重现 167

准傅里叶变换全息图 168

无透镜傅里叶变换全息图 169

5.6像全息图 彩虹全息图 171

像全息图 171

彩虹全息图 172

5.7体积全息图 174

透射体积全息图 175

反射全息图 176

5.8模压全息图 178

全息图的模压复制 178

全息烫印箔 179

动态点阵全息图 179

5.9全息照相的应用 180

全息显示 181

全息光学元件 182

全息信息存储 185

思考题 189

习题 189

参考文献 190

第6章 空间滤波 192

6.1空间滤波的基本原理 193

阿贝成像理论 193

空间频谱分析系统 194

空间频率滤波系统 196

空间滤波的傅里叶分析 198

6.2空间滤波器的结构类型和应用举例 201

空间滤波器结构类型 201

空间滤波器应用举例 202

6.3暗场法与纹影法 204

暗场法 204

纹影法 205

思考题 207

习题 208

参考文献 209

第7章 相干光学处理 211

7.1图像相减 211

正弦光栅法 211

全息照相法 213

7.2匹配滤波与光学图像识别 214

空间匹配滤波器的意义 214

匹配滤波器的制作 214

利用匹配滤波器进行图像识别 215

7.3用梅林变换作光学相关 216

7.4用圆谐变换实现光学相关 218

7.5联合变换相关器 219

联合变换相关器的识别原理 219

实时联合变换相关器 220

7.6半色调网屏技术 221

半色调图片的制作 222

半色调网屏对图像的非线性处理 222

几种图像处理实例 223

7.7其他相干光学处理 225

用逆滤波器消模糊 225

光学微分 226

7.8空间光调制器 228

空间光调制器的意义和类型 228

液晶光阀 229

数字微反射镜器件 233

思考题 234

习题 235

参考文献 236

第8章 非相干光学处理 237

8.1相干与非相干光学处理的比较 237

8.2基于几何光学的非相干处理系统 238

图像乘积的积分运算 238

图像的相关和卷积 239

双极性信号的处理技术 240

利用散焦系统的非相干叠加积分 241

8.3基于衍射的非相干处理——非相干频域综合 242

切趾术 242

沃耳特（Wolter）最小强度检出滤波器 242

8.4白光信息处理 244

白光信息处理原理 244

实时假彩色编码技术 246

θ调制技术 248

8.5位相调制假彩色编码 250

光栅调制 250

漂白处理 250

滤波解调 251

思考题 252

习题 253

参考文献 254

第9章 信息光学在计量学中的应用 255

9.1全息干涉计量的原理和基本方法 255

全息干涉计量的特点 255

二次曝光全息干涉术 256

实时全息干涉术 257

时间平均全息干涉术 258

动态全息干涉术 260

9.2全息干涉图的数据处理方法 261

用二次曝光法测定三维位移场 261

测定刚体的微小转角与平动 264

测定物体的均匀应变 266

测定物体的微小振动 269

9.3散斑效应及其基本统计特征 270

散斑的光强分布函数 271

散斑图的衬度 275

散斑的特征尺寸 275

9.4二次曝光散斑图的记录和处理 277

二次曝光散斑图的记录 277

散斑图的处理方法 277

用双散斑图系统测量空间位移 279

用散斑摄影研究位相物体 281

用时间平均散斑图分析振动 283

9.5散斑干涉计量 284

9.6面内云纹法的基本概念 287

云纹的由来 287

均匀线位移引起的云纹效应 288

纯转动产生的云纹效应 289

均匀线位移和纯转动并存时引起的云纹效应 290

云纹移动效应和线应变符号的判别 292

云纹图的记录光路 292

投影云纹法 293

9.7衍射光栅云纹干涉法 294

闪耀光栅 294

面内位移的实时观测 296

差载面内位移 298

离面位移场的实时观测 299

三维位移导数场 299

思考题 301

习题 302

参考文献 302

第10章 信息光学在光通信中的应用 304

10.1布喇格光纤光栅 304

光纤的基本结构 304

光纤中的色散 307

布喇格光纤光栅的记录方法 308

FBG的应用 310

10.2超短脉冲的整形 312

时间频率到空间频率的变换 312

脉冲整形系统 313

超短脉冲整形的应用 314

10.3阵列波导光栅 314

阵列波导光栅的基本结构 314

阵列波导光栅的工作原理 315

思考题 316

习题 316

参考文献 317

附录1 贝塞尔函数关系式表 318

附录2 全部习题答案 319