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第1 现代光学的数学物理基础1

1.1 光波场的复振幅描述1

1.1.1 光波场的复振幅描述1

1.1.2 光波场中任意平面上的复振幅及其空间频率的概念3

1.2 二维傅里叶变换与频谱函数的概念7

1.2.1 傅里叶级数与频谱7

1.2.2 博里叶变换与频谱函数10

1.3 卷积与相关15

1.3.1 卷积的定义、性质和计算15

1.3.2 相关的定义、性质和计算19

1.4 现代光学中常用的函数21

1.5 连续函数信号的离散与抽样定理31

1.6 光波场的部分相干理论简介35

1.6.1 互相干函数和互相干度35

1.6.2 准单色光的干涉和互强度37

习题一41

第2章 线性系统概论44

2.1 线性系统的基本概念44

2.2 线性系统分析方法46

2.2.1 线性系统基元函数的响应46

2.2.2 线性系统的空间域和频率域分析方法48

2.3 复合系统的传递函数51

习题二52

第3章 傅里叶光学基础54

3.1 光波的标量衍射理论54

3.1.1 光衍射的数理基础54

3.1.2 基尔霍夫衍射公式55

3.1.3 瑞利-索末菲衍射公式59

3.1.4 非单色光的衍射61

3.2 衍射问题的频率域分析63

3.2.1 频谱的传播效应63

3.2.2 衍射过程的频谱分析64

3.3 基尔霍夫衍射公式的近似65

3.3.1 基尔霍夫衍射公式的近似处理方法65

3.3.2 菲涅耳和夫琅和费衍射的“系统”分析67

3.3.3 夫琅和费衍射实例68

3.3.4 菲涅耳衍射计算73

3.4 透镜的变换特性78

3.4.1 透镜的相位变换特性78

3.4.2 透镜的博里叶变换性质80

3.5 光学成像系统的空间变换特性84

3.5.1 正薄透镜的成像84

3.5.2 一般光学系统的线性特性86

3.6 光学成像系统的频率特性及其传递函数88

3.6.1 相干成像系统的频率特性和相干传递函数88

3.6.2 非相干成像系统的频率特性和学学传递函数90

3.7 实际光学系统的传递函数96

3.8 相干成像和非相干成像的比较98

习题三103

第4章 光学全息原理106

4.1 全息记录和再现过程的基本方程106

4.1.1 基本公式106

4.1.2 物像关系107

4.1.3 再现像有放大率109

4.2 傅里叶变换全息图110

4.2.1 标准傅里叶变换全息图110

4.2.2 准傅里叶变换全息图113

4.2.3 无透镜傅里叶变换全息图114

4.3 像全息图115

4.4 彩虹全息图117

4.5 相位全息图119

4.6 体种全息图120

4.6.1 基元体全息图的光栅结构120

4.6.2 基元体全息图的再现122

4.7 计算全息图简介124

4.8 全息技术应用127

4.8.1 全息光学元件127

4.8.2 全息立体显示129

4.8.3 全息干涉计量131

习题四133

第5章 光学信息处理135

5.1 阿贝-波特实验、泽尼克相衬法和空间频率滤波135

5.1.1 阿贝-波特实验与二元振幅滤波器135

5.1.2 泽尼克相衬显微镜和相位滤波器139

5.2 相干光学处理140

5.2.1 基本相干光处理系统140

5.2.2相干光学处理应用146

5.3 非相干光处理152

5.3.1 基于几何成像的非相干光处理152

5.3.2 基于几何投影的非相干光处理154

5.4 白光信息处理155

5.4.1 白光信息处理系统的工作原理155

5.4.2 白光侪息处理应用157

5.5 非线性光学处理159

5.6 实时光电混合处理技术163

习题五164

第6章 广义傅里叶变换及其光学实验167

6.1 广义傅里叶变换的定义及性质167

6.1.1 广义傅里叶变换的定义167

6.1.2 广义傅里叶变换的基本性质和运算法则168

6.1.3 广义傅里叶变换的本征函数170

6.2 广义傅里叶变换的光学实现方法170

6.2.1 实现广义傅里叶变换的第一类基本光学单元170

6.2.2 实现广义傅里叶变换的第二类基本光学单元172

6.3 基本光学单元的组合173

习题六177

第7章 光学小波变换179

7.1 短时傅里叶变换和Morlet小波变换179

7.1.1 短时傅里叶变换180

7.1.2 伽伯变换181

7.1.3 Morlet小波变换182

7.2 小波变换的一般定义和性质183

7.2.1 小波变换的定义183

7.2.2 逆变换和相客性条件184

7.2.3 小波变换的空间—频率窗和处理过程的局部化185

7.3 实现小波变换的光学系统187

7.3.1 实现一维小波变换光学系统187

7.3.2 实现二维小波变换光学系统188

7.4 光学小波变换的应用190

习题七193

参考文献194