傅里葉變換光學系統(tǒng)實驗報告-資料下載頁
2025-08-03 00:01本頁面
【正文】 步可以利用透鏡的傅立葉變換性質(zhì)，構(gòu)造一個或者多個透鏡系統(tǒng)，然后在第一個透鏡的物方焦平面上放置衍射屏（要處理的圖像），在它的像方焦平面上會得到源圖像頻譜分布圖。我們可以通過在變換頻譜面T上放置各種濾波器來改變原來圖像，并再一次通過另一個同樣的傅立葉透鏡系統(tǒng)，在第二個透鏡的像方焦平面上就會出現(xiàn)經(jīng)過改造后的圖像了。同樣的，我們可以將要進行處理的光信息進行快速傅立葉變換得到信息的頻率分布，通過對頻譜進行改造來改造信息，這就是信息光學處理的大概原理。因為白光是由各種頻率的光合成的，經(jīng)過衍射屏產(chǎn)生衍射時，不同頻率的光分量在屏上同一個點產(chǎn)生的衍射是不同的。于是，經(jīng)過透鏡的變換作用，最后屏上顯現(xiàn)的物體的倒像上的各個點并不是具有所有的頻率分量，而是因為缺乏某些頻率分量而無法維持原來的白色，從而就會出現(xiàn)彩色圖像了。用不插入頻譜處理器得到的圖像作為頻譜處理器，在4f系統(tǒng)中即可得到物象的反襯度的反轉(zhuǎn)。為什么透鏡對通過的光波具有相位調(diào)制能力？答：波動方程、復(fù)振幅、光學傳遞函數(shù)透鏡由于本身厚度變化，使得入射光在通過透鏡時，各處走過的光程不同，即所受時間延遲不同，因而具有相位調(diào)節(jié)能力。什么叫漸暈效應(yīng)，怎樣消除漸暈？答：漸暈效應(yīng)是指由于透鏡的孔徑大小有限，從而造成空間頻率高頻分量的丟失的現(xiàn)象。理論上來說，只有透鏡的孔徑無限大才能完全消除漸暈效應(yīng)。所以實際系統(tǒng)總是存在漸暈效應(yīng)的。從光信息處理角度來說，系統(tǒng)存在有限大小的通頻帶寬和截至頻率；從光學成像上說，系統(tǒng)存在一個極限分辨率。什么叫光學4f系統(tǒng)？如何使用這一系統(tǒng)作光學信息處理？答：相干光學圖像處理系統(tǒng)即4f系統(tǒng)。相干光學系統(tǒng)的成像過程看作兩步在圖四中：第一步，從O面到T面，使第一次夫瑯和斐衍射，它起分頻作用。第二步，從T面到I面，再次夫瑯和斐衍射，起合成作用，即綜合頻譜輸出圖像。在這樣的兩步中，變換平面T處于關(guān)鍵地位，若在此處設(shè)置光學濾波器，就能起到選頻作用。要想作到圖像的嚴格復(fù)原，T面必須完全暢通無阻。此處的4f系統(tǒng)每次衍射都是從焦面到焦面，這就保證了復(fù)振幅的變換是純粹的傅里葉變換。如果光波能夠自由通過變換平面，即連續(xù)兩次的傅里葉變換，函數(shù)的形式基本復(fù)原，只是自變量變號，即圖像倒置。在有源濾波器的情況下：這里為濾波器的透過率函數(shù)，這也是我們進行濾波實驗的依據(jù)?！局轮x】 本報告中的matlab理論模擬圖均由本人搭檔何杰勇所作，他能靈活運用軟件解決實際問題令本人佩服，也在此對他的分享表示感謝！參考文獻《matlab在阿貝成像仿真中的應(yīng)用》
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