付里叶光学的空间频谱与空间滤波实验信息安全专业05级姓名：宋瑶华学号：PB05210034一、实验目的1．加深对傅立叶光学中的一些基本概念和基本理论的理解，如空间频率、空间频谱、空间滤波和卷积等。2．验证阿贝成像理论，理解透镜成像的物理过程，进而掌握光学心理处理的实质，也可进一步了解透镜孔径对分辨率的影响。二、实验原理见纸质预习报告三、实验仪器：光具座、氦氖激光器、白色像屏、作为物的一维、二维光栅、白色像屏、傅立叶透镜、小透镜四、实验内容与数据分析1.测小透镜的焦距f1（付里叶透镜f2=45.0CM）.光路：激光器→望远镜（倒置）（出射应是平行光）→小透镜→屏操作及测量方法：将小透镜固定，前后移动屏，当屏上亮斑达到最小时，即屏处于小透镜的焦点位置，测量出此时屏与小透镜的距离，即为小透镜的焦距。测得小透镜的焦距f=12.64cm2.夫琅和费衍射：光路：激光器→光栅→墙上布屏（此光路满足远场近似）（1）利用夫琅和费衍射测一维光栅常数；光栅方程：dsinθ=kλ其中,k=0,±1,±2,±3,…原始数据：。（由于级亮斑很不明显，因此测量时选择了级的亮斑）数据处理：1（2）记录二维光栅的衍射图样并测量其光栅常数.二维衍射图样如原始数据中所示数据处理：3.利用空间频谱测量一维、二维光栅常数光路：激光器→光栅→透镜→屏（位于空间频谱面上）（1）利用空间频谱的方法测量一维光栅常数用针孔在纸上确定0，，级光点位置，从而计算不同的x`和，并由基频测量光栅常数。原始数据：（由于级亮斑很不明显，因此测量时选择了级的亮斑）数据处理：2（2）利用空间频谱的方法测量二维光栅常数原始数据见纸制报告数据处理：4.观察并记录下述傅立叶频谱面上不同滤波条件的图样或特征；光路：激光器→光栅→小透镜→滤波模板（位于空间频谱面上）→墙上屏思考：空间频谱面在距小透镜多远处？图样应是何样？空间频谱面经过小透镜的焦点，此时图样为清晰的一排点列（1）一维光栅：（滤波模板自制，一定要注意戴眼镜保护；可用一张纸，一根针扎空来制作，也可用其他方法）.a.滤波模板只让0级通过;现象：屏上只出现一个0级光斑的轮廓，无条纹b.滤波模板只让0、±1级通过;现象：屏上出现平行且竖直的条纹c.滤波模板只让0、、±2级通过;现象：屏上出现更为清晰并分布面较大的平行且竖直的条纹（2）二维光栅：a.滤波模板只让含0级的水平方向一排点阵通过；现象：屏上只出现竖直条纹b.滤波模板只让含0级的竖直方向一排点阵通过；现象：屏上只出现水...
