光學(xué)信息處理技術(shù)ppt課件-資料下載頁
2025-01-19 20:36本頁面
【正文】 的種類及應(yīng)用舉例 （ 2）相位型濾波器 相襯顯微鏡 相位型濾波器只改變傅里葉頻譜的位相分布，不改變它的振幅分布，其主要功能是用于觀察位相物體 相位物體 t0 ( x1 , y1 ) = exp [ j? ( x1 , y1 ) ] 物體各部分都是透明的，其位相變化反映為厚度或折射率的變化 , 其透過率只包含位相分布函數(shù)： 一般無法通過成像進行觀察和測量 . 只有將相位信息變換為振幅信息，才有可能用肉眼直接觀察到物體。 1935年澤尼克（ Zernike）發(fā)明了相襯顯微鏡 解決了 相位 到 振幅 的變換，因此而獲得 諾貝爾獎 位相濾波 :澤尼克相襯顯微鏡 ? 原理 :位相物的復(fù)振幅透過率 t(x1,y1) = exp[j?(x1,y1)] ? 單位振幅相干平面波照明 (垂直入射 ) ? 物場分布為 : f(x1,y1) = t(x1,y1) = exp[j?(x1,y1)] ? 假設(shè)位相變化很小 ,可以進行泰勒展開 : 若 ? 1,則可得到一級近似 : ? ? ? ? ? ? ?????? 1131121111 ,61,21,1),( yxjyxyxjyxf ???? ? ? ?1111 ,1, yxjyxf ???直透光 位相起伏造成的弱衍射光 二者位相相差 ?/2，互不干涉 位相濾波 :澤尼克相襯顯微鏡 要觀察到與位相變化成正比的強度變化 ,必須改變二部分光場之間的位相正交關(guān)系 . 方法 :在譜面上用位相濾波器 ， 改變零頻與其它頻率成分之間的相對位相關(guān)系 . P2平面上得到頻譜分布 : ? ? ? ? ? ?yxyxyx ffjffffF , ??? ?如果不作濾波 ,在 P3平面上得到物體的像 : ? ? ? ?3333 ,1, yxjyxg ???而觀察到的強度分布為 : ? ? ? ? ? ? 1,1,1, 33223333 ????? yxyxjyxI ??(?21) 弱的衍射項 ?(x3,y3)湮沒在強的非相干背景中 . 式中： ? ( fx , fy ) = ? { ? ( x1 , y1 ) } fxfx l2? fyfy l2?且： 位相濾波 :澤尼克相襯顯微鏡 如果在中心鍍層中不但有位相變化而且有吸收 ,則可進一步提高像的對比度 . 經(jīng)濾波后頻譜為 : ? ? ? ? ? ? ? ?yxyxyxyx ffjffjffHffF , ????? ?像面復(fù)振幅分布為 : ? ?3333 ,)( yxjj,yxg ????強度分布為 : ? ? ? ?3333 ,21, yxyxI ???濾波器函數(shù) : 1 其它 ?j fx=fy=0附近 H(fx,fy)= + 號代表正位相反襯和負位相反襯，前者表示位相越大，像強度越大，后者則相反 強度變化反映了位相變化 ,并且變化的幅度相對背景而言加倍 ,但仍為線性變化 . 位相濾波 :澤尼克相襯顯微鏡 位相濾波器主要用于將位相型物轉(zhuǎn)換成強度型像的顯示 。 例如用相襯顯微鏡觀察透明生物切片；利用位相濾波系統(tǒng)檢查透明光學(xué)元件內(nèi)部折射率是否均勻 ， 或檢查拋光表面的質(zhì)量等等 作業(yè) ? P287: (d) 題 ? P288:
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