文档介绍：--------------------------校验:_____________-----------------------日期:;掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴;验证和演示阿贝成像原理,加深对傅里叶光学中空间频率、空间频谱和空间滤波概念的理解;-78光具座JSQ-250氦氖激光器及电源物(光栅)透镜×3(f=15mm、f=70mm、f=225mm)光阑片。三实验原理1、关于傅里叶光学变换设有一个空间二维函数,其二维傅里叶变换为:式中、分别为、方向的空间频率,是的逆傅里叶变换,即:该式表示:任意一个空间函数可表示为无穷多个基元函数的线性叠加。是相应于空间频率为、的基元函数的权重,称为的空间频谱。理论上可以证明,对在焦距为的会聚透镜的前焦面上放一振幅透过率为的图像作为物,并用波长为的单色平面波垂直照明,则在透镜后焦面上的复振幅分布就是的傅里叶变换,其中空间频率、与坐标、的关系为:2、关于阿贝成像原理成像的这两个步骤本质上就是两次傅里叶变换。第一步把物面光场的空间分布变为频谱面上空间频率分布,第二步则是再作一次变换,又将还原到空间分布。3、空间滤波空间函数变为频谱函数,再变回到空间函数(忽略放大率)。显然如果我们在频谱面(即透镜的后焦面)上放一些不同结构的光阑,以提取(或摒弃)某些频段的物信息,则必然使像面上的图像发生相应的变化,这样的图像处理称为空间滤波,频谱面上这种光阑称为滤波器。滤波器使频谱面上一个或一部分频率分量通过,而挡住其它频率分量,从而改变了像面上图像的频率成分。例如光轴上的圆孔光栏可以作为一个低通滤波器,而圆屏就可以用作为高通滤波器。四实验步骤1、实验光路调节在光具座上将小圆孔光阑靠近激光管的输出端,上下左右调节激光管,使激光束能穿过小孔;然后移远小孔,如光束偏离光阑,调节激光管的仰俯,再使激光能穿过小孔,重新将光阑移近,反复调节,直至小孔光阑在光具座上平移时,激光束能通过小孔光阑。2、阿贝成像原理实验如实验光路图在物平面上放上一维光栅,用激光器发出的细锐光束垂直照到光栅上,用一短焦距薄透镜(6~10cm)组装一个放大的成像系统,调节透镜位置,使光栅狭缝清晰地成像在像平面屏上,那么在频谱面上的衍射点如图所示。在频谱面上放上可调狭缝或滤波模板,使通过的衍射点如下图所示:(a)全部;(b)零级;(c)零和1级;分别记录图片信息。3、阿贝一波特实验(方向滤波)(1)光路不变,将一维光栅的物换成二维正交光栅,在频谱面上可以观察到二维分立的光点阵(频谱),像面上可以看到放大了的正交光栅像,测出像面上的网格间距。(2)在频谱面放上可旋转狭