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1、傅里葉光學(xué)2009年10月 王成第一章 引言基本內(nèi)容介紹傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論三課程設(shè)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(xué)分支使用傅里葉方法分析光學(xué)現(xiàn)象，將光學(xué)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(xué)）系統(tǒng)中的傳播行為這是一個很現(xiàn)代的光學(xué)分支，在60年代方得以完整建立一 基本內(nèi)容介紹3/38一 基本內(nèi)容介紹Fourieranalysisisaubiquitoustoolthathasfoundapplicati
2、ontodiverseareasofphysicsandengineering.Herewedealswithitsapplicationsinoptics,andinparticularwithapplicationsto.diffraction,imaging,transformfunction.4/38現(xiàn)代光學(xué)高等幾何光學(xué)象差光學(xué)理論變換光學(xué)傅里葉光學(xué)、干涉頻譜理論量子光學(xué)激光原理、光譜理論原子光學(xué)原子俘獲分子光學(xué)發(fā)光學(xué)、液晶理論一 基本內(nèi)容介紹5/38第一章 引言基本內(nèi)容介紹傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論三
3、課程設(shè)置四課程特點與要求五主要參考書目6/38二 傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論傅里葉光學(xué)有明顯的電子學(xué)工作的痕跡傅里葉光學(xué)使光學(xué)更像是一門科學(xué)傅里葉光學(xué)是現(xiàn)代光學(xué)的理論基礎(chǔ)傅里葉光學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)研究的基本訓(xùn)練傅里葉光學(xué)有什么用？實用技術(shù)乎？基礎(chǔ)理論乎？謀生手段乎？7/38傅里葉光學(xué)運用頻譜分析方法對廣泛的光學(xué)現(xiàn)象作了新的詮釋標(biāo)量衍射理論透鏡成像規(guī)律用頻譜分析方法分析光學(xué)系統(tǒng)性質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域空間濾波光學(xué)信息處理光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量的評價全息術(shù)傅里葉光譜學(xué)二 傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論8/38傅里葉光學(xué)是光學(xué)性質(zhì)的一種表示方法存在著多種
4、對光學(xué)性質(zhì)的描述方法例如透明在幾何光學(xué)中就是說明物質(zhì)的不同屬性，如同導(dǎo)體與絕緣介質(zhì)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(zhì)中的傳播行為，它的機理是物質(zhì)與電磁場的相互作用量子光學(xué)中，物質(zhì)與光子不發(fā)生作用二 傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論9/38不同的科學(xué)家有著不同的風(fēng)格，與他們聯(lián)系在一起的不同的學(xué)說也就有不同的風(fēng)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(xué)的表述中你可以欣賞到多彩多姿的風(fēng)格美二 傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論10/38傅里葉光學(xué)建立的標(biāo)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(xué)傳遞函數(shù)概念1960年激光器的誕生二 傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論11/38一門新的理論總是要完成下列幾項任務(wù)：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(nèi)容，并且得出相同的結(jié)論能夠解釋原有理論難以解釋甚至無法解釋的內(nèi)容能夠增添新的內(nèi)容，得到新的結(jié)論，開拓新的領(lǐng)域，提出新的觀點二 傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論12/38傅里葉光學(xué)自身理論是完整的它可以解釋幾何光學(xué)的成像原理它可以合理完整的解釋光的波動學(xué)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(xué)等新的現(xiàn)象和新的領(lǐng)域二 傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論13/38第一章 引言基本內(nèi)容介紹傅里葉光學(xué)與光學(xué)理論三課程設(shè)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(yīng)用衍射再現(xiàn)波前全息光學(xué)二元光學(xué)(集成光學(xué))點擴展函數(shù)光學(xué)傳遞函數(shù)像質(zhì)評價衍射光學(xué)衍射光譜儀傅里葉光譜儀阿貝成像空間濾波傅里葉光學(xué)課程內(nèi)容三課程設(shè)置光波的標(biāo)題理論15/38三課程設(shè)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(xué)理論基礎(chǔ)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(xué)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(shè)置17/38光學(xué)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(xué)與二元光學(xué)全息光學(xué)、全息干涉度量學(xué)、二元光學(xué)傅里葉光學(xué)的其他應(yīng)用光柵、光譜儀、自適應(yīng)光學(xué)、傳遞函數(shù)費馬原理與費曼原理三課程
8、設(shè)置18/38三課程設(shè)置傅里葉光學(xué)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(zhì)，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(zhì)光學(xué)邏輯，從光學(xué)的特性出發(fā)，研究光學(xué)元件和光學(xué)成像（甚至不成像）過程19/38第一章 引言基本內(nèi)
