阿貝成像原理實驗報告

1、佛山科學技術(shù)學院佛山科學技術(shù)學院實驗報告報告課程名稱課程名稱近代物理實驗近代物理實驗實驗項目實驗項目阿貝成像原理和空間濾波阿貝成像原理和空間濾波專業(yè)班級專業(yè)班級1010物師物師姓名姓名鄧新炬鄧新炬學號學號20102841022010284102儀器組號儀器組號指導教師指導教師朱星朱星成績成績?nèi)掌谌掌?0132013年月日一.實驗目的實驗目的1.了解透鏡孔徑對成像的影響和簡單的空間濾波；2.掌握在相干光條件下調(diào)節(jié)多透鏡系統(tǒng)的共軸；3.驗證

2、和演示阿貝成像原理，加深對傅里葉光學中空間頻率、空間頻譜和空間濾波概念的理解；4.初步了解簡單的空間濾波在光信息處理中的實際應用.二.實驗儀器實驗儀器GP78光具座JSQ250氦氖激光器及電源物（光柵）透鏡3（f=15mm、f=70mm、f=225mm）光闌片。三實驗原理實驗原理1、關(guān)于傅里葉光學變換、關(guān)于傅里葉光學變換設(shè)有一個空間二維函數(shù)，其二維傅里葉變換為：??yxg????????????dxdyyfxfiyxgyxgFffGyx

3、yx????????2exp式中、分別為、方向的空間頻率，是的逆傅里葉變換，即：xfyfxy??yxg??yxffG??????????yxyxyxyxdfdfyfxfiffGffGFyxg????????2exp)(1該式表示：任意一個空間函數(shù)可表示為無窮多個基元函數(shù)的線性疊加。??yxg????yfxfiyx??2exp是相應于空間頻率為、的基元函數(shù)的權(quán)重，稱為的空間頻??yxyxdfdfffGxfyf??yxffG??yxg譜。理

4、論上可以證明，對在焦距為的會聚透鏡的前焦面上放一振幅透過率為的圖像作為物，f??yxg并用波長為的單色平面波垂直照明，則在透鏡后焦面上的復振幅分布就是的傅里葉變???yx????yxg換，其中空間頻率、與坐標、的關(guān)系為：??yxffGxfyfx?y????????????fyffxfyx??3、空間濾波、空間濾波空間函數(shù)??yxg變?yōu)轭l譜函數(shù)??yxffG，再變回到空間函數(shù)??yxg（忽略放大率）。顯然如果我們在頻譜面（即透鏡的后焦面）

5、上放一些不同結(jié)構(gòu)的光闌，以提?。ɑ蜣饤墸┠承╊l段的物信息，則必然使像面上的圖像發(fā)生相應的變化，這樣的圖像處理稱為空間濾波，頻譜面上這種光闌稱為濾波器。濾波器使頻譜面上一個或一部分頻率分量通過，而擋住其它頻率分量，從而改變了像面上圖像的頻率成分。例如光軸上的圓孔光欄可以作為一個低通濾波器，而圓屏就可以用作為高通濾波器。四實驗步驟1、實驗光路調(diào)節(jié)、實驗光路調(diào)節(jié)在光具座上將小圓孔光闌靠近激光管的輸出端，上下左右調(diào)節(jié)激光管，使激光束能穿過小孔；

6、然后移遠小孔，如光束偏離光闌，調(diào)節(jié)激光管的仰俯，再使激光能穿過小孔，重新將光闌移近，反復調(diào)節(jié)，直至小孔光闌在光具座上平移時，激光束能通過小孔光闌。2、阿貝成像原理實驗、阿貝成像原理實驗如實驗光路圖在物平面上放上一維光柵，用激光器發(fā)出的細銳光束垂直照到光柵上，用一短焦距薄透鏡（6~10cm）組裝一個放大的成像系統(tǒng)，調(diào)節(jié)透鏡位置，使光柵狹縫清晰地成像在像平面屏上，那么在頻譜面上的衍射點如圖所示。在頻譜面上放上可調(diào)狹縫或濾波模板，使通過的衍射