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信息光学理论与应用（第4版）

作者：.王仕璠编著

第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
目录
第1章　二维傅里叶分析
1.1　光学中常用的几种非初等函数
1.1.1　矩形函数
1.1.2　sinc函数
1.1.3　阶跃函数
1.1.4　符号函数
1.1.5　三角形函数
1.1.6　高斯函数
1.1.7　圆域函数
1.2　δ函数
1.2.1　δ函数的定义
1.2.2　δ函数的物理意义
1.2.3　δ函数的性质
1.2.4　梳状函数
1.3　卷积
1.3.1　卷积概念的引入
1.3.2　卷积的定义
1.3.3　卷积的物理意义和几何意义
1.3.4　卷积的运算性质
1.3.5　卷积运算举例
1.4　相关
1.4.1　互相关
1.4.2　自相关
1.4.3　相关运算举例
1.4.4　有限功率函数的相关
1.5　傅里叶变换的基本概念
1.5.1　二维傅里叶变换的定义
1.5.2　存在条件
1.5.3　广义傅里叶变换
*1.5.4　虚、实、奇、偶函数傅里叶变换的性质
1.5.5　傅里叶变换作为分解式
1.6　二维傅里叶变换的基本定理
1.7　傅里叶-贝塞尔变换
1.7.1　可分离变量函数的变换
1.7.2　具有圆对称的函数：傅里叶-贝塞尔变换
1.8　常用傅里叶变换对
1.9　线性系统与线性空间不变系统
1.9.1　系统的算符表示
1.9.2　线性系统的意义
1.9.3　脉冲响应函数与叠加积分
1.9.4　线性空间不变系统传递函数
1.9.5　线性空间不变系统的本征函数
1.9.6　LSI级联系统
1.10　二维采样定理
1.10.1　图像函数的采样表示法
1.10.2　奈奎斯特判据
1.10.3　原始函数的复原
1.10.4　空间-带宽积
思考题
习题
本章参考文献
第2章　标量衍射理论
2.1　引言
2.2　基尔霍夫衍射理论
2.2.1　数学预备知识
2.2.2　平面衍射屏的基尔霍夫衍射公式
2.2.3　菲涅耳-基尔霍夫衍射公式
2.2.4　衍射公式与叠加积分
2.3　衍射规律的频域表达式
2.3.1　衍射规律的频域描述
2.3.2　传播现象作为一种线性空间滤波器
2.3.3　衍射孔径对角谱的效应
2.4　菲涅耳衍射与夫琅和费衍射
2.4.1　初步的近似处理
2.4.2　菲涅耳近似
2.4.3　夫琅和费衍射
2.4.4　菲涅耳衍射与夫琅和费衍射的关系
2.5　夫琅和费衍射计算实例
2.5.1　矩孔和单缝的夫琅和费衍射
2.5.2　双缝的夫琅和费衍射
2.5.3　多缝的夫琅和费衍射
2.5.4　圆孔的夫琅和费衍射
2.5.5　圆环的夫琅和费衍射
2.5.6　正弦型振幅光栅的夫琅和费衍射
2.5.7　正弦型位相光栅的夫琅和费衍射
2.6　菲涅耳衍射计算实例
2.6.1　傅里叶成像
2.6.2　衍射屏被会聚球面波照明时的衍射
2.7　衍射的巴俾涅原理
思考题
习题
本章参考文献
第3章　光学成像系统的频率特性
3.1　透镜的傅里叶变换性质
3.1.1　薄透镜的位相调制作用
3.1.2　透镜的傅里叶变换性质
3.1.3　透镜孔径的影响
3.2　光学成像系统的一般分析
3.2.1　成像系统的普遍模型
3.2.2　衍射受限系统的点扩展函数
3.2.3　准单色光照明时物像关系分析
3.3　衍射受限相干成像系统的传递函数
3.3.1　相干传递函数的定义
3.3.2　相干传递函数与系统物理性质的联系
3.3.3　像差对系统传递函数的影响
3.3.4　相干传递函数计算举例
3.4　衍射受限非相干成像系统的传递函数
3.4.1　衍射受限系统的光学传递函数
3.4.2　OTF与CTF的关系
3.4.3　光学传递函数的一般性质和意义
3.4.4　衍射受限系统OTF的计算
3.4.5　像差对OTF的影响
3.5　相干成像与非相干成像系统的比较
思考题
习题
本章参考文献
第4章　部分相干理论
4.1　光场相干性的一般概念
4.1.1　光源的空间相干性与光源线度
4.1.2　光源的时间相干性与光波频谱
4.2　互相干函数
4.2.1　解析信号——实多色场的复值表示
4.2.2　互相干函数与复相干度
4.2.3　互相干函数的谱表示
4.2.4　互相干函数与复相干度的测量
4.3　准单色光的干涉
4.3.1　准单色场的互强度和复相干度
4.3.2　准单色光的传播
思考题
习题
本章参考文献
第5章　光学全息照相
5.1　全息照相的基本原理
5.1.1　全息图的记录和重现
5.1.2　基本理论
5.1.3　全息照相的基本特点
5.1.4　全息图的类型
5.2　菲涅耳全息图
5.2.1　基元全息图的几何模型
5.2.2　点源全息图的记录和重现
5.2.3　几种特殊情况
5.3　全息记录介质
5.3.1　基本术语
5.3.2　全息记录介质的特性
5.3.3　几种常用的全息记录介质
5.4　全息照相装置及实验注意事项
5.4.1　全息照相所需的设备和元件
5.4.2　全息照相光路的布置
5.5　傅里叶变换全息图
5.5.1　傅里叶变换全息图的记录和重现
5.5.2　准傅里叶变换全息图
5.5.3　无透镜傅里叶变换全息图
5.6　像全息图彩虹全息图
5.6.1　像全息图
5.6.2　彩虹全息图
5.7　体积全息图
5.7.1　透射体积全息图
5.7.2　反射体积全息图
5.8　模压全息图
5.8.1　全息图的模压复制
5.8.2　全息烫印箔
5.8.3　动态点阵全息图
5.9　全息照相的应用
5.9.1　全息显示
5.9.2　全息光学元件
5.9.3　全息信息存储
思考题
习题
本章参考文献
第6章　空间滤波
6.1　空间滤波的基本原理
6.1.1　阿贝成像理论
6.1.2　空间频谱分析系统
6.1.3　空间频率滤波系统
6.1.4　空间滤波的傅里叶分析
6.2　空间滤波器的结构类型和应用举例
6.2.1　空间滤波器结构类型
6.2.2　空间滤波器应用举例
思考题
习题
本章参考文献
第7章　相干光学处理
7.1　图像相减
7.1.1　正弦光栅法
7.1.2　全息照相法
7.2　匹配滤波与光学图像识别
7.2.1　空间匹配滤波器的意义
7.2.2　匹配滤波器的制作
7.2.3　利用匹配滤波器进行图像识别
7.3　用梅林变换作光学相关
7.4　用圆谐变换实现光学相关
7.5　半色调网屏技术
7.5.1　半色调图片的制作
7.5.2　半色调网屏对图像的非线性处理
7.5.3　几种图像处理实例
7.6　其他相干光学处理
7.6.1　用逆滤波器消模糊
7.6.2　光学微分
7.7　空间光调制器
7.7.1　空间光调制器的意义和类型
7.7.2　液晶光阀
思考题
习题
本章参考文献
第8章　非相干光学处理
8.1　相干与非相干光学处理的比较
8.2　基于几何光学的非相干处理系统
8.2.1　图像乘积的积分运算
8.2.2　图像的相关和卷积
8.2.3　双极性信号的处理技术
8.2.4　利用散焦系统的非相干叠加积分
8.3　基于衍射的非相干处理——非相干频域综合
8.3.1　切趾术
8.3.2　沃耳特（Wolter）最小强度检出滤波器
8.4　白光信息处理
8.4.1　白光信息处理原理
8.4.2　实时假彩色编码技术
8.4.3　θ调制技术
8.5　位相调制假彩色编码
8.5.1　光栅调制
8.5.2　漂白处理
8.5.3　滤波解调
思考题
习题
本章参考文献
第9章　信息光学在计量学中的应用
9.1　全息干涉计量的原理和基本方法
9.1.1　全息干涉计量的特点
9.1.2　二次曝光全息干涉术
9.1.3　实时全息干涉术
9.1.4　时间平均全息干涉术
9.1.5　动态全息干涉术
9.2　全息干涉图的数据处理方法
9.2.1　用二次曝光法测定三维位移场
9.2.2　测定刚体的微小转角与平动
9.2.3　测定物体的均匀应变
9.2.4　测定物体的微小振动
9.3　散斑效应及其基本统计特征
9.3.1　散斑的光强分布函数
9.3.2　散斑图的衬度
9.3.3　散斑的特征尺寸
9.4　二次曝光散斑图的记录和处理
9.4.1　二次曝光散斑图的记录
9.4.2　散斑图的处理方法
9.4.3　用双散斑图系统测量空间位移
9.4.4　用散斑摄影研究位相物体
9.4.5　用时间平均散斑图分析振动
9.5　散斑干涉计量
9.6　面内云纹法的基本概念
9.6.1　云纹的由来
9.6.2　均匀线位移引起的云纹效应
9.6.3　纯转动产生的云纹效应
9.6.4　均匀线位移和纯转动并存时引起的云纹效应
9.6.5　云纹移动效应和线应变符号的判别
9.6.6　云纹图的记录光路
9.6.7　投影云纹法
思考题
习题
本章参考文献
第10章　信息光学在光通信中的应用
10.1　布拉格光纤光栅
10.1.1　光纤的基本结构
10.1.2　光纤中的色散
10.1.3　布拉格光纤光栅的记录方法
10.1.4　FBG的应用
10.2　超短脉冲的整形
10.2.1　时间频率到空间频率的变换
10.2.2　脉冲整形系统
10.2.3　超短脉冲整形的应用
10.3　阵列波导光栅
10.3.1　阵列波导光栅的基本结构
10.3.2　阵列波导光栅的工作原理
思考题
习题
本章参考文献
附录　贝塞尔函数关系式表

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第2章　标量衍射理论

2026年01月15日

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第2章　标量衍射理论

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