Fourier Optics
主讲人: 王 沛
中国科学技术大学物理学院光学与光学工程系 安徽省光电子科学与技术重点实验室
2011-09-05
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思考有益于生活
位置
为学 为道
责任
增加积极的知识 提高心灵的境界
与 “你” 有缘
感兴趣研究方向:
非线性光学 表面等离子体亚波长光学 微纳光学
绪论
傅里叶光学简介 课程内容 课程目的 傅里叶光学特点 参考书目
“光学”学习中的要点
“一个中心两个基本点三个代表”
惠更斯-菲涅尔原理
干涉 衍射
振幅、偏振、位相
涅 尔原 理 -菲 惠 更 斯
波 处理 理 波阵 阵面 面处
场 加 场叠 叠加
特点 特点
多少 多少
位相 位相
偏振 偏振
振幅 振幅
偏 振 态 偏 振 态 偏振态 平 平面 面 球 球面 面 离 离散 散求 求和 和 无 无限 限积 积分 分
尔 公 式 菲 涅 菲 涅 尔 公 式
傅立叶光学初 步
干涉
应 用 应用
衍射
波动---爱里斑
点物-----像 斑
传统光学显 微镜分辨率 Rayleigh 准则
1.22λ ∆x ≥ 2n sin θ
增大N.A.
减小照明波长
几何光学可认为是波动光学短波(λ→0)的近似 ----有何启示 ? ? What′λ
如何在光频,压缩波长?
把光灌入高折射率介质(空气--水) ω ph = ω? k ph + [?] = k ? any other way ?
离的更近,看的更清? “管窥之见” “瞎子摸象”
0.3mm笔芯; 40-60小时; A2纸大小(420×594)
耗时、易碎→ ???
傅里叶光学简介
课程内容
绪论 光波及其衍射基础 二维线性系统分析 标量衍射理论基础 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射 透镜的傅立叶变换性质及成像性质 光学成像系统的频谱分析
课程目的
了解傅里叶光学的基本原理:
如何用傅里叶变换的数学工具讨论光的传输、成像问 题以及光学中傅里叶变换的物理含义等
傅里叶光学典型应用:
光全息:全息防伪,全息存储 光学滤波:光学图像识别与处理 激光散斑:散斑照像,散斑干涉 光学系统频谱分析
傅里叶光学特点
Fourier Transform
用改变空间谱的办法来处理相干成像系统中的光信息
Fourier Spectrum
从干涉强度的空间频谱中,提取光源辐射的时间频谱
成绩计算说明
40%(小论文)+60%考试
小论文(40%): 课程进行中间要求大家完成1篇小论文。自由组合, 5人为一小组,充分讨论合作完成。论文的格式要规范。论文的结 尾要说明各人在论文完成过程的分工。严禁抄袭!!届时答辩
“衍射光学元件(DOE)设计及其应用” “超衍射极限的光操控(光刻、成像)研究”
考试(60%): 闭卷, 期末考。(允许“裸” 考)
Reference
J. W. Goodman,《傅里叶光学导论》,科学出
版社,1976 J. W. Goodman, 《傅里叶光学导论》( 第三版)(秦克诚,刘培森等, 译),电子工业出版社,2006 羊国光,宋菲君,《高等物理光学》,中国科学技术大学出版社, 1991 谢建平,明海,王沛, 近代光学基础,高等教育出版社,2006
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