傅立叶光学试验PB05210007于航一、实验目的1．验证阿贝成像2．理解透镜成像的物理过程3．掌握光学信息处理的实质二、实验原理1．傅立叶光学变换：如果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图像，则在透镜的后焦面上的复振幅分布就是的傅立叶变换，其中空间频率，与坐标的关系为：2．阿贝成像原理：一个透镜的傅里叶变换系统成像的两个步骤：第一步把物面光场的空间分布变为频谱面上的空间分布,第二步则再做变换，又将还原到空间分布。3．试验光路图：（见上图）三、实验仪器He-Ne激光器，小透镜，一维光栅，二维光栅，“光”字屏，傅立叶透镜四、数据处理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→屏测量焦距f1的方法:调节望远镜的位置，使出射光保持平行；通过移动小透镜后屏的位置，使屏上的光斑最小最亮。此时小透镜距离屏的值就是透镜的焦距。焦距结果12.2012.1012.302．夫琅和费衍射：光路：激光器→光栅→屏幕（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,…求光栅常数的方法：利用卷尺测得光屏到光栅的距离，同时通过光栅在屏上的像，用细针在纸上分别扎k=0,±1,±2时的孔。k－2－112s/cm3.201.601.603.20其中，Å,一维光栅的衍射图样见后附。由，且很小时有，于是代入得，k－2－112s/cm3.201.601.603.203.963.963.963.96（2）记录二维光栅的衍射图样。二维光栅的衍射图样见原始数据。3．利用空间频谱测光栅常数。（1）一维光栅常数d.x=0.70cm,f=45.0cm,=6328A(2)记录二维光栅的衍射图样。见原始数据。综合2和3的结果分析：夫琅禾费衍射空间频谱相对误差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）→屏空间频谱面在距小透镜焦距处（1）一维光栅：频谱面上的图样或特征a只让0级通过无条纹显示，一片均匀的光b只让0、±1级通过显示竖条纹（模糊）c只让0、±2级通过显示竖条纹，条纹变清晰（2）二维光栅：频谱面上的图样或特征a只让含0级的水平方向一排点阵通过显示竖条纹b只让含0级的竖直方向一排点阵通过显示横条纹c只让含0级的与水平方向成45O一排点阵通过与水平成135O条纹d只让含0级的与水平方向成135O一排点阵通过与水平成45O条纹5.“光”字屏滤波规则的光栅和一个汉字“光”叠加...
