第七章傅立葉光學(xué)的空間頻譜與空間濾波實(shí)驗(yàn)-資料下載頁(yè)
2024-09-04 15:02本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】把傅立葉光學(xué)變換引入光學(xué)，在形式上和內(nèi)容上都已經(jīng)成為現(xiàn)代。光學(xué)發(fā)展的新起點(diǎn)。間頻譜、空間濾波和卷積等等。，進(jìn)而掌握光學(xué)信息處理的實(shí)質(zhì)，式表示：任意一個(gè)空間函數(shù)g(x,y)可以表示為無(wú)窮多個(gè)基元函數(shù)),(2yfxfiyxe?yxyxdfdfffG),(是相應(yīng)與空間頻率yxff,的基元函數(shù)的權(quán)重，),(yxffG稱(chēng)為g(x,y)的空間頻譜。該物，則在透鏡后焦面)',',(yxffG，阿貝（）在1837年提出了相干光照明下的顯微鏡成像原理。實(shí)際上成像的這兩個(gè)步驟就是兩次傅立葉變換。第一步是把物面光場(chǎng)的空間分布。第二步則是再作一次變換，又將。高頻信息主要反映了物的細(xì)節(jié)，鏡分辨率受到限制的根本原因。種光闌稱(chēng)為濾波器。上放置針孔濾波器SF，以使得光斑亮度均勻。依次放上物和焦距為f的透鏡L，調(diào)共。使得光柵清晰的成像在4米以外的白屏上，此時(shí)物的位置接近于透鏡L的。級(jí)以及±1級(jí)、±2級(jí)、±3級(jí)衍射點(diǎn)的中心。在頻譜面上放置可調(diào)狹縫或?yàn)V波器，使通過(guò)的。分別記錄像面特點(diǎn)和條紋的間距，并且作出定性解釋?？梢酝ㄟ^(guò)CCD在監(jiān)視器
【正文】 頻譜點(diǎn)，則對(duì)應(yīng)的那部分就 會(huì)消失。因此，在代表草地，天安門(mén)和天空信息的右斜，左斜和水平方向的頻譜帶上分別在紅色，綠色，藍(lán)色位置上打孔，使這3 種顏色的譜通過(guò)，其余顏色的譜 均被擋住，則在系統(tǒng)的輸 出面就會(huì)得到天安門(mén)、綠草、藍(lán)天和黃背景效果的彩色圖像。很明顯，空間假彩色編碼就是通過(guò)口調(diào)制處理手段，“提取”白光中所包含的彩色，再“賦予”圖像而形成的。 三、實(shí)驗(yàn)儀器 序 號(hào) 型 號(hào) 名 稱(chēng) 重要指標(biāo) 數(shù) 量 1 GCI0601 光纖白光點(diǎn)光源 光纖型 1 1 2 凸透鏡 f=150 1 3 凸透鏡 f=150 1 4 天安門(mén)光三維光柵 1 柵 5 SZ02 小磁座 6 6 SZ12 干板夾 1 7 SZ13 觀察屏 1 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 觀察θ調(diào)制空間編碼效果 觀察實(shí)驗(yàn)光路（ 4f 系統(tǒng)）如圖所示。圖中白光光源，經(jīng)準(zhǔn)直后獲得平行光，以照明 4f 系統(tǒng)。首先，將制得的θ調(diào)制片置入 4f 系統(tǒng)的輸入平面P1 上，在輸出片面 P3 上放置毛玻璃觀察，如果光路調(diào)整正確，將在毛玻璃上呈現(xiàn)出清晰的像。然后在頻譜面上放一張不透光白紙屏 ，可看到其上有 3 組彩色譜點(diǎn)。根據(jù)預(yù)想的各部分圖案所需要的顏色，用刀片劃出小口或用細(xì)的衛(wèi)生香燒洞，在天安門(mén)對(duì)應(yīng)的一組譜點(diǎn)中，讓這組頻譜的紅色通過(guò)，在草地對(duì)應(yīng)的一組譜點(diǎn)中讓綠色通過(guò)，天空對(duì)應(yīng)的頻譜中讓藍(lán)色通過(guò)。再在輸出片面 P3 上觀看經(jīng)編碼得到的假彩色像。顯然，假彩色像的顏色可以通過(guò)在頻譜面上不同顏色對(duì)應(yīng)的譜點(diǎn)部分扎孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，并任意調(diào)色。 實(shí)驗(yàn)步驟 （１） 按圖 2 放置θ物片及個(gè)光學(xué)元件。用光纖白光點(diǎn)光源照明聚光透鏡 L1，像成于透鏡 L2 前面的 P2 面上。θ物片放在 4f系統(tǒng)的 P1 面上，經(jīng) L2 成像于光屏 P3 上。其中 P2 為 頻譜面 （２） 調(diào)整光路。使 1P 面上的θ物片上的圖案都被照明，使 P2 面上的各個(gè)方向頻譜都能通過(guò)透鏡 L2，在像面 P3 上成像。 （３） 在頻譜面上放一張不透光的白紙，得到三個(gè)方向的彩色頻譜點(diǎn)，參看圖 2（ b）。用針扎小孔的方法，使草地對(duì)應(yīng)的綠光通過(guò)，天空對(duì)應(yīng)的藍(lán)色通過(guò)，天安門(mén)對(duì)應(yīng)的紅色通過(guò)。在像面上，圖形草地就成為綠色，圖形天空就成為藍(lán)色，圖形天安門(mén)就成為紅色，整個(gè)圖像為藍(lán)色天空下，綠色草地上的紅色天安門(mén)圖案。 五、 注意事項(xiàng) 在本試驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)： （１） 當(dāng)在頻譜 面上的不透光白紙屏上打孔的時(shí)候用縫衣針是最好的，用它打出來(lái)的孔既不大也不小，在這里使用非常合適。 （２） L1 和天安門(mén)光柵合適的位置應(yīng)該是，頻譜面上形成的譜應(yīng)很清楚，并且顏色也能展開(kāi)，否則扎孔很難扎準(zhǔn)，但也不能站太開(kāi)，否則L2 后會(huì)失真太大以致變形。 （３） 當(dāng)給頻譜面的 3 組彩色譜點(diǎn)在紙屏上的像打孔時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意不要在同一位置打所有需要的電的孔，最好可以移動(dòng)紙屏（或多準(zhǔn)備幾張白紙屏）在不同的位置分別打上孔，并在屏上記錄 0 級(jí)、 1 級(jí)左傾、 1 級(jí)右傾、 1 級(jí)豎直。這樣易于觀察不用去當(dāng)其他暫不用的顏色。 六、實(shí)驗(yàn) 分析 本 實(shí)驗(yàn)也可不用說(shuō)明用 4f 系統(tǒng)而只告訴儀器讓實(shí)驗(yàn)者自行調(diào)節(jié)并可測(cè)量光源、透鏡、θ物片及屏的位置，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算 L L2 的焦距及放大率。
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