傅里叶光学的空间频谱与空间滤波实验11系06级姓名：骆涛学号：PB06210288一、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、实验原理我们知道一个复变函数f(x,y)的傅立叶变换为(1)F(u,v)叫作f(x,y)的变换函数或频谱函数。它一般也为复变函数，f(x,y)叫做原函数，也可以通过求F(u,v)逆傅立叶变换得到原函数f(x,y)（2）在光学系统中处理的是平面图形，当光波照明图形时从图形反射或透射出来的光波可用空间两维复变函数（简称空间函数）来表示。在这些情况下一般都可以进行傅里叶变换或广义的傅里叶变换。逆傅里叶变换公式（2）说明一个空间函数f(x,y)可以表示成无穷多个基元函数exp[i2(ux+vy)]的线性叠加，是相应于空间频率u,v的权重，F(u,v)称为f(x,y)的空间频谱。以上原理从简三、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（傅里叶透镜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。N123f/cm11.511.411.6由以上数据推出:f=(11.5+11.4+11.6)/3=11.5(cm)2.夫琅和费衍射：1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：。数据处理：（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：L=131.7cm3.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：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...
