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1、傅里葉光學2009年10月 王成第一章 引言基本內容介紹傅里葉光學與光學理論三課程設置四課程特點與要求五主要參考書目2/38Fourier?Optics并不是以發(fā)明人的名字命名的一個光學分支使用傅里葉方法分析光學現(xiàn)象，將光學系統(tǒng)視為一個線性系統(tǒng)，采用線性理論和傅里葉變換理論，研究光如何在（光學）系統(tǒng)中的傳播行為這是一個很現(xiàn)代的光學分支，在60年代方得以完整建立一 基本內容介紹3/38一 基本內容介紹Fourieranalysisisaubiquitoustoolthathasfoundapplicati
2、ontodiverseareasofphysicsandengineering.Herewedealswithitsapplicationsinoptics,andinparticularwithapplicationsto.diffraction,imaging,transformfunction.4/38現(xiàn)代光學高等幾何光學象差光學理論變換光學傅里葉光學、干涉頻譜理論量子光學激光原理、光譜理論原子光學原子俘獲分子光學發(fā)光學、液晶理論一 基本內容介紹5/38第一章 引言基本內容介紹傅里葉光學與光學理論三
3、課程設置四課程特點與要求五主要參考書目6/38二 傅里葉光學與光學理論傅里葉光學有明顯的電子學工作的痕跡傅里葉光學使光學更像是一門科學傅里葉光學是現(xiàn)代光學的理論基礎傅里葉光學是現(xiàn)代科學研究的基本訓練傅里葉光學有什么用？實用技術乎？基礎理論乎？謀生手段乎？7/38傅里葉光學運用頻譜分析方法對廣泛的光學現(xiàn)象作了新的詮釋標量衍射理論透鏡成像規(guī)律用頻譜分析方法分析光學系統(tǒng)性質應用領域空間濾波光學信息處理光學系統(tǒng)質量的評價全息術傅里葉光譜學二 傅里葉光學與光學理論8/38傅里葉光學是光學性質的一種表示方法存在著多種
4、對光學性質的描述方法例如透明在幾何光學中就是說明物質的不同屬性，如同導體與絕緣介質在電磁理論中，也有一個不太完美的菲涅耳公式討論光在物質中的傳播行為，它的機理是物質與電磁場的相互作用量子光學中，物質與光子不發(fā)生作用二 傅里葉光學與光學理論9/38不同的科學家有著不同的風格，與他們聯(lián)系在一起的不同的學說也就有不同的風格有的輕靈飄逸，有的氣勢磅礴，有的粗獷豪放，有的細致婉約真是各有千秋，從科學的表述中你可以欣賞到多彩多姿的風格美二 傅里葉光學與光學理論10/38傅里葉光學建立的標志性工作1935年澤尼克提出相
5、襯原理1948年蓋伯提出全息理論1955年建立光學傳遞函數(shù)概念1960年激光器的誕生二 傅里葉光學與光學理論11/38一門新的理論總是要完成下列幾項任務：邏輯上自洽，也就是講，自身要完整能夠解釋原有理論的可以解釋的那些內容，并且得出相同的結論能夠解釋原有理論難以解釋甚至無法解釋的內容能夠增添新的內容，得到新的結論，開拓新的領域，提出新的觀點二 傅里葉光學與光學理論12/38傅里葉光學自身理論是完整的它可以解釋幾何光學的成像原理它可以合理完整的解釋光的波動學說：干涉和衍射現(xiàn)象它可以得到傳遞函數(shù)、相襯理論、全
6、息光學等新的現(xiàn)象和新的領域二 傅里葉光學與光學理論13/38第一章 引言基本內容介紹傅里葉光學與光學理論三課程設置四課程特點與要求五主要參考書目14/38惠更斯——菲涅爾原理光波衍射(基爾霍夫積分)菲涅爾衍射夫瑯和費衍射衍射應用衍射再現(xiàn)波前全息光學二元光學(集成光學)點擴展函數(shù)光學傳遞函數(shù)像質評價衍射光學衍射光譜儀傅里葉光譜儀阿貝成像空間濾波傅里葉光學課程內容三課程設置光波的標題理論15/38三課程設置引言常見函數(shù)函數(shù)，三角形函數(shù)，sinc函數(shù)，階躍函數(shù)，矩形函數(shù)，三角函數(shù)，梳狀函數(shù)，貝塞爾函數(shù)，Zern
7、ike多項式傅里葉變換傅里葉級數(shù)，傅里葉變換，特殊函數(shù)的傅里葉變換，線性系統(tǒng)與空不變系統(tǒng)，傅里葉變換與Zernike展開16/38波動光學理論基礎惠更斯-費涅耳原理、基爾霍夫積分菲涅耳衍射與夫朗和費衍射菲涅耳衍射、夫朗和費衍射、傅里葉變換光學元件的變換特性棱鏡、柱面鏡和薄透鏡的變換功能、透鏡的傅里葉變換特性三課程設置17/38光學信息處理阿貝原理、信息處理、相襯原理、空間帶寬積全息光學與二元光學全息光學、全息干涉度量學、二元光學傅里葉光學的其他應用光柵、光譜儀、自適應光學、傳遞函數(shù)費馬原理與費曼原理三課程
8、設置18/38三課程設置傅里葉光學可以有四種邏輯：函數(shù)邏輯，就是定義各種函數(shù)，而后討論這些函數(shù)的各種性質，并討論實現(xiàn)這些函數(shù)的具體裝置運算（變換）邏輯，就是確定變換的特性，而后四處去使用這些變換，針對不同的對象（函數(shù)）和過程使用這些變換系統(tǒng)邏輯，就是全部都由線性空不變系統(tǒng)出發(fā)，函數(shù)和變換都是滿足這個系統(tǒng)的對象和過程，最后討論各種性質光學邏輯，從光學的特性出發(fā)，研究光學元件和光學成像（甚至不成像）過程19/38第一章 引言基本內
