信息光學(xué)技術(shù)是光學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合而發(fā)展起來的一門新的光學(xué)技術(shù),本書既闡述了信息光學(xué)技術(shù)的基本理論,也介紹了這一技術(shù)的最新進(jìn)展。本書的特點一是把光學(xué)技術(shù)看做信息科學(xué)技術(shù)的一個重要組成部分進(jìn)行研究,二是密切聯(lián)系實際,啟發(fā)學(xué)生用信息光學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論解決光學(xué)信息技術(shù)的各種應(yīng)用問題,三是配有許多方便自學(xué)的習(xí)題,以及在國內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)文獻(xiàn),可以引導(dǎo)讀者在本科數(shù)理知識的基礎(chǔ)上,啟發(fā)邏輯與思維,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。 本書作為高等院校光學(xué)、光學(xué)工程、光信息科學(xué)技術(shù)、電子科學(xué)技術(shù)等有關(guān)專業(yè)本科生教材,也可供相應(yīng)專業(yè)的教師和科技工作者參考。
陳家璧,上海理工大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。1968年畢業(yè)于清華大學(xué)機(jī)械工程系光學(xué)儀器設(shè)計與制造專業(yè),光學(xué)工程專家,上海市高等教育名師,任教近50年,完成的科研與教學(xué)項目涉及光學(xué)信息處理與光測力學(xué)的許多方向,并曾獲得過多種獎項。為國家的高級光學(xué)工程科技人才的培養(yǎng)做出了重要貢獻(xiàn)。
第1章二維線性系統(tǒng)分析
11線性系統(tǒng)
111線性系統(tǒng)的定義
112脈沖響應(yīng)和疊加積分
12二維傅里葉變換
121二維傅里葉變換定義及存在條件
122極坐標(biāo)下的二維傅里葉變換和傅里葉-貝塞爾變換
123虛、實、奇、偶函數(shù)傅里葉變換的性質(zhì)
124二維傅里葉變換定理
125常用二維傅里葉變換舉例
13二維線性不變系統(tǒng)
131二維線性不變系統(tǒng)的定義
132二維線性不變系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
133線性不變系統(tǒng)的本征函數(shù)
134級聯(lián)系統(tǒng)
14抽樣定理
141函數(shù)的抽樣
142原函數(shù)的復(fù)原
143空間帶寬積
習(xí)題一
第2章角譜及標(biāo)量衍射的角譜理論
21光波的數(shù)學(xué)描述
211光振動的復(fù)振幅和亥姆霍茲方程
212球面波的復(fù)振幅表示
213平面波的復(fù)振幅表示
214平面波的空間頻率
215空間頻率的局域化
22復(fù)振幅分布的角譜及角譜的傳播
221復(fù)振幅分布的角譜
222平面波角譜的傳播
223衍射孔徑對角譜的作用
23標(biāo)量衍射的角譜理論
231惠更斯—菲涅耳—基爾霍夫標(biāo)量衍射理論的簡要回顧
232平面波角譜的衍射理論
233菲涅耳衍射公式
24夫瑯禾費衍射與傅里葉變換
25菲涅耳衍射和分?jǐn)?shù)傅里葉變換
251分?jǐn)?shù)傅里葉變換的定義
252分?jǐn)?shù)傅里葉變換的幾個基本性質(zhì)
253用分?jǐn)?shù)傅里葉變換表示菲涅耳衍射
習(xí)題二
第3章光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性
31透鏡的相位變換作用
32透鏡的傅里葉變換性質(zhì)
321物在透鏡之前
322物在透鏡后方
323透鏡的孔徑效應(yīng)
33透鏡的一般變換特性
34相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像分析
341透鏡的點擴(kuò)散函數(shù)
342衍射受限系統(tǒng)的點擴(kuò)散函數(shù)
35衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)
36衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)
361非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)(OTF)
362OTF與CTF的關(guān)系
363衍射受限的OTF
37有像差系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
38相干與非相干成像系統(tǒng)的比較
381截止頻率
382像強(qiáng)度的頻譜
383兩點分辨
384其他效應(yīng)
習(xí)題三
第4章光學(xué)全息技術(shù)
41概述
42波前記錄與再現(xiàn)
421波前記錄
422波前再現(xiàn)
423全息圖的基本類型
43同軸全息圖和離軸全息圖
431同軸全息圖
432離軸全息圖
44基元全息圖
45菲涅耳全息圖
451點源全息圖的記錄和再現(xiàn)
452幾種特殊情況的討論
46傅里葉變換全息圖
461傅里葉變換全息圖的記錄與再現(xiàn)
462準(zhǔn)傅里葉變換全息圖
463無透鏡傅里葉變換全息圖
47像全息圖
471再現(xiàn)光源寬度的影響
472再現(xiàn)光源光譜寬度的影響
473色模糊
474像全息的制作
48彩虹全息
481二步彩虹全息
482一步彩虹全息
483彩虹全息的色模糊
49相位全息圖
410模壓全息圖
411體積全息
4111透射體積全息圖
4112反射全息圖
412平面全息圖的衍射效率
4121振幅全息圖的衍射效率
4122相位全息圖的衍射效率
習(xí)題四
第5章計算全息
51計算全息的理論基礎(chǔ)
511概述
512計算全息的抽樣與信息容量
513時域信號和空域信號的調(diào)制與解調(diào)
514計算全息的分類
52計算全息的編碼方法
521計算全息的編碼
522迂回相位編碼方法
523修正離軸參考光的編碼方法
53計算傅里葉變換全息
531抽樣
532計算離散傅里葉變換
533編碼
534繪制全息圖
535再現(xiàn)
536幾點討論
54計算像面全息
55計算全息干涉圖
56相息圖
57計算全息的應(yīng)用
58計算全息的幾種物理解釋
習(xí)題五
第6章光學(xué)信息處理
61空間濾波
611阿貝成像理論
612空間濾波的傅里葉分析
613空間濾波系統(tǒng)
614空間濾波器
615空間濾波應(yīng)用舉例
62圖像相減
621空域編碼頻域解碼相減方法
622正弦光柵濾波器相減方法
63圖像識別
631匹配空間濾波器
632用全息法制作復(fù)數(shù)濾波器
633圖像識別
634聯(lián)合變換相關(guān)識別
64圖像復(fù)原
641逆濾波器
642維納濾波器
65非相干光學(xué)處理
651相干與非相干光學(xué)處理
652基于幾何光學(xué)的非相干處理系統(tǒng)
653基于衍射的非相干處理——非相干頻域綜合
66白光光學(xué)信息處理技術(shù)
661白光光學(xué)處理的基本原理
662實時假彩色編碼
習(xí)題六
第7章光信息存儲
71概述
72二維光存儲——光盤存儲
721光盤的類型
722光盤存儲器
723光盤存儲技術(shù)的進(jìn)展
724超分辨率光存儲技術(shù)
73三維光存儲
731體全息的基本原理
732體全息光柵的衍射效率
733體全息存儲材料的存儲特性
734全息存儲器的數(shù)據(jù)傳輸速率
735超大容量全息存儲器
74四維光存儲
習(xí)題七
第8章光通信中光學(xué)信息技術(shù)的應(yīng)用
81布拉格光纖光柵
811布拉格光纖光柵的制作
812FBG的應(yīng)用
813工作在透射方式的光柵
82超短脈沖的整形和處理
821時間頻率到空間頻率的變換
822脈沖整形系統(tǒng)
823譜脈沖整形的應(yīng)用
83光譜全息術(shù)
831全息圖的記錄
832信號的再現(xiàn)
833參考脈沖和信號波前之間延遲的影響
84陣列波導(dǎo)光柵
841陣列波導(dǎo)光柵的基本部件
842陣列波導(dǎo)光柵的應(yīng)用
習(xí)題八
附錄A二維δ函數(shù)的定義及性質(zhì)
附錄B常用函數(shù)及其傅里葉變換
參考文獻(xiàn)