重庆理工大学信息光学试卷
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信息光学
一、 填空题(共30分,每空2分) 1. 与微波一样,光波是一种_____波,其在真空中的速度_____米/秒。
2. 从傅立叶光学的角度看,透镜的作用是_______________。
3. 全息术包括物光波前的纪录和再现两个过程,全息照片同时记录了波前的___信息和___信息。
4. 光学成像系统分相干光学成像系统和非相干光学成像系统,相干光学成像系统的传递函数称___,非相干光学成像系统的传递函数称___。
5.
全息记录的原理不仅可用于光波波段,也可用于电子波, 、 和声波等,只要波动过程在形成干涉花样时具有足够的相干性即可。 6. 若ν∆
和ν
分别表示光波的波长范围和平均波长,则准单色光需要满足的条件是 。
7.
正弦型振幅全息图透射率为01cos2t
t t x πξ=+,其中t 0是平均透射率,t 1是调制幅度。在最佳的理想情况下t 0=
1/2,t 1=1/2。该情况下可得最佳衍射效率为 。 8. 菲涅耳近似其实质是用 来代替球面的子波;夫琅和费近似实质是用 来代替球面子波。 9.
关于成像质量的评价,主要有两种方法: 和 。
二、 简答题(共20分)
1、 简述标量衍射理论适用的条件。(6分)
2、 简述阿贝成像的原理(6分)
3、 根据二元滤波所作用的频率区间可将二元振幅滤波器分为哪几类?并简要说明其特点。(8分) 三、 证明题(16分,每题8分) 1、 证明傅立叶变换变换关系式:
F{rect()rect()}=sinc()sinc()x y x y f f
2、 一个函数的“等效面积”XY ∆可定义为
(,)(0,0)
XY g x y dxdy
g ∞∞
-∞-∞
∆=
⎰⎰,
而g 的“等效带宽”则通过它的变换式G 由下式定义:
(,)(0,0)
X Y X
Y X Y
f f G f
f df df G ∞∞
-∞-∞
∆=
⎰⎰。
证明:
1X Y XY f f ∆⋅∆=。
四、计算题(共34分)
1、 已知一平面波的复振幅表达式为(,
,)exp[(234)]U x y z A j x y z =-+,试计算其波长λ
以及沿x ,y ,z 方向
的空间频率。(8分) 2、 若光波的波长宽度为λ∆
,频率的宽度为ν
∆,试证明:
ν
λ
ν
λ
∆∆=
。式中
ν和λ分别为该光波的频率和波长。
对于波长632.8nm 的He-Ne 激光,波长宽度8210nm λ-∆=⨯,试计算它的频率宽度和相干长度。(10分)
3、 求下图所示的衍射屏的夫琅和费衍射图样的强度分布。设衍射屏由单位振幅的单色平面波垂直照明。(10分)
4、 要制作一全息图,记录时用的是氩离子激光器波长为488.0nm 的光,而成像时则用He-Ne 激光器波长为632.8nm 的光:
(1) 设p z =∞,r z =∞,010cm z =,问像距i z 是多少? (3分)
(2)
设
p z =∞,02r z z =,010cm z =,问i z 是多少?放大率M 是多少?(3分)
一、选择题(每题2分)
1、《信息光学》即《付里叶光学》课程采用的主要数学分析手段是________________。 A 、光线的光路计算
B 、光的电磁场理论
C 、空间函数的付里叶变换
2、高斯函数)](exp[22
y x +-π的付里叶变换为________________。
A 、1
B 、),
(y x f f δ
C 、)](exp[22
y x
f f +-π
3、1的付里叶变换为_________________。 A 、),
(y x f f δ
B 、)sgn()sgn(y x
C 、)()(y x f Comb f Comb
4、余弦函数x f 02cos π的付里叶变换为_________________。 A 、
)]()([2
1
00f f f f x x ++-δδ
B 、)sin()sin(y x f f
C 、1
5、圆函数Circ(r)的付里叶变换为_________________
A 、
ρ
πρ)
2(1J B 、1
C 、),(y x f f δ
6、在付里叶光学中,通常是以_________________理论为基础去分析各种光学问题的。 A 、非线性系统
B 、线性系统
7、_________________是从空间域内描述相干光学系统传递特性的重要光学参量。 A 、脉冲响应
B 、相干传递函数
8、_________________是从空间频域内描述相干光学系统传递特性的重要光学参量。 A 、脉冲响应
B 、相干传递函数
9、_________________是从空间域内描述非相干光学系统传递特性的重要光学参量。 A 、点扩散函数
B 、非相干传递函数(光学传递函数)
10、_______________是从空间频域内描述非相干光学系统传递特性的重要光学参量。 A 、点扩散函数
B 、非相干传递函数(光学传递函数)
11、某平面波的复振幅分布为
)]
(2exp[),(y f x f i A U y x y x +=π那么其在不同方向的空间频率为
_________________,它也是复振幅分布的空间频谱。
A 、
λ
α
cos =
x f
λ
β
c o s =
x f B 、
α
λ
cos =
x f
β
λ
cos =
y f
12、在衍射现象中,当衍射孔越小,中央亮斑就_________________。 A 、越大
B 、越小
C 、不变