3信息光学试卷

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信息光学期末考试A

信息2光束携带字母b信息两光束在全息干板上相干产生干涉全息图那梳状函数的傅立叶变换是高斯函数的傅立叶变换是对于图象的不同区域分别用取向不同的光栅预先进行调制经多次暴光和显影定影等处理后制成透明胶片并将其放入信息处理系统中的输入面用白光照射在其频谱面上不同方位的频谱均呈现彩虹颜色如果在频谱面上开一些小孔则在不同的方位角上小孔可以选取不同颜色的谱最后会在像面上得到所需要的彩色图象
得分阅卷人复核人
月
日
试题类别： A （A/B/C）考试类别：闭卷（开，闭卷）
题号得分考生注意事项
一
二
三
四
五
总分
阅卷人
复核人
年
1.、题解写在答题纸的预留位置。 2、考试结束后，务必将试卷、答题纸一并交回。
一、
得分阅卷人复核人
填空题：在下面每题的空格中填入相应的答案。（本题一共有 20 个空格，每个空格 2 分，共 40 分） 1. 2. 按全息图底片与物的远近关系分类，可分为像全息,_________________________,_________________________________ 从 1948 年盖伯提出全息照相的思想开始一直到 50 年代末，全息照相都是用汞灯做光源，而且是所谓的同轴全息图，它的正负一级衍射波是分不开的，即存在所谓的孪生象问题，不能获得好的全息像，这是__________________。1960 年激光的出现，提供了一种高相干性光源。1962 年美国科学家将通信理论中的载频概念推广到空域中，提出了离轴全息术，这样解决了第一代全息图的两个难题，产生了激光记录激光再现的__________________________。由于激光再现的全息图失去了色调信息，人们开始致力于研究第三代全息图，第三代全息图是用激光记录,________________ 的全息图，例如反射全息，_______________，_______________及模压全息等，在一定条件下赋予了全息图以鲜艳的色彩。第四代全息图是目前已在实验室取得进展。 1 光束携带字母 A 信息，2 光束携带字母 B 信息，两光束在全息干板上相干产生干涉全息图，那么用 1 光束再照明全息图时，在全息图的后面会得到字母___________. 常数的傅立叶变换是_____________________. 梳状函数的傅立叶变换是 ______________________________, 高斯函数的傅立叶变换是 ______________________________. 矩形函数的傅立叶变换是_____________，两个函数相乘的傅立叶变换等于_________________. 正弦函数的傅立叶变换是____________，余弦函数的傅立叶变换是_________________。对于图象的不同区域分别用取向不同的光栅预先进行调制，经多次暴光和显影，定影等处理后制成透明胶片，并将其放入信息处理系统中的输入面，用白光照射，在其频谱面上，不同方位的频谱均呈现彩虹颜色，如果在频谱面上开一些小孔，则在不同的方位角上，小孔可以选取不同颜色的谱，最后会在像面上得到所需要的彩色图象。这种方法称其为_______________________也称为空间假彩色编码。泽尼克相称显微术是为了观察___________________物体,须将其上面的位相变化转变成强度的变化，这种变换称为相幅变换。观察位相物体的方法有很多如 _____________,_________________ 等。

信息光学复习题

1、二维矩形函数表达式为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>->-≤-≤-=-⋅-21||,21||021||,21||1)()(000000b y y a x x b y y a x x b y y rect a x x rect其函数图形为：二维矩形函数可以用来描述屏上矩形孔的透过系数。

对于单缝，则单缝的透过率函数可以写为)(rect ).(0ax x y x f -=，其中x=x 0是单缝的中心，单缝宽度为a 。

矩形函数是一个十分有用的函数，它可以用来以任意幅度和任意宽度截取某个函数的任一段。

例如x x rect πsin )1(-，其截取的是sin πx 的[1/2，3/2]间的一段，其图形为二、 sinc 函数sinc 函数的定义是bx x )b x x sin()bx x (sinc 00-π-π=- 其函数图形为-15-10-55101520-0.4-0.20.00.20.40.60.81.01.2s i n c (x )X单缝夫琅和费衍射的振幅分布函数就是sinc(x)函数。

单缝夫琅和费衍射的光强分布函数则为sinc 2(x)，函数在x=x 0 有一极大值1，零点在x-x 0=±nb ，图形为-10-5510150.00.20.40.60.81.0s i n c 2(x )X二维sinc 函数的定义为ay y )a y y sin(b x x )b x xsin()ay y (sinc )b x x (sinc 000000-π-π⋅-π-π=-- 其函数图形为(矩孔夫琅和费衍射空间振幅分布)单矩孔衍射空间光强分布三、符号函数符号函数定义为⎪⎩⎪⎨⎧<-=>=0,10,00,1)sgn(x x x x四、阶跃函数阶跃函数的定义为f⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<=>=0x ,00x ,210x ,1)x (step作用相当于一个“开关”。

信息光学习题答案及解析

信息光学习题答案第一章线性系统分析1.1 简要说明以下系统是否有线性和平移不变性. （1）()();x f dxdx g =（2）()();⎰=dx x f x g （3）()();x f x g = （4）()()()[];2⎰∞∞--=αααd x h f x g（5）()()απξααd j f ⎰∞∞--2exp解：（1）线性、平移不变；（2）线性、平移不变；（3）非线性、平移不变；（4）线性、平移不变；（5）线性、非平移不变。

1.2 证明)()ex p()(2x comb x j x comb x comb +=⎪⎭⎫ ⎝⎛π证明：左边＝∑∑∑∞-∞=∞-∞=∞-∞=-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛n n n n x n x n x x comb )2(2)2(2122δδδ∑∑∑∑∑∑∞-∞=∞-∞=∞-∞=∞-∞=∞-∞=∞-∞=--+-=-+-=-+-=+=n nn n n n n n x n x n x jn n x n x x j n x x j x comb x comb )()1()()()exp()()()exp()()exp()()(δδδπδδπδπ右边当n 为奇数时，右边＝0，当n 为偶数时，右边＝∑∞-∞=-n n x )2(2δ所以当n 为偶数时，左右两边相等。

1.3 证明)()(sin x comb x =ππδ 证明：根据复合函数形式的δ函数公式0)(,)()()]([1≠''-=∑=i ni i i x h x h x x x h δδ式中i x 是h(x)=0的根，)(i x h '表示)(x h 在i x x =处的导数。

于是)()()(sin x comb n x x n =-=∑∞-∞=πδπππδ1.4 计算图题1.1所示的两函数的一维卷积。

解：设卷积为g(x)。

当-1≤x ≤0时，如图题1.1(a)所示， ⎰+-+=-+-=xx x d x x g 103612131)1)(1()(ααα图题1.1当0 < x ≤1时，如图题1.1(b)所示， ⎰+-=-+-=13612131)1)(1()(xx x d x x g ααα 即 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤<+-≤≤--+=其它,010,61213101,612131)(33x x x x x x x g 1.5 计算下列一维卷积。

信息光学清考试卷

天津工业大学（2011—2012学年）《信息光学》清考试卷 (2012. 5理学院)特别提示：请考生在密封线左侧的指定位置按照要求填写个人信息,若写在其它处视为作弊。

本试卷共有5 道大题,请认真核对后做答,若有疑问请与监考教师联系。

满分 3010203010总分复核题目一 1-9 二 10 三11-12 四 13-15 五 16-17得分评阅人一. 填空题(每空3分,请将答案写在空格处)1.已知连续函数()x f ，则()()()=-=02x x x f x h δ________________。

2.若()()()x g x h x f =*，则()()=*-x h x x f 0 ______________。

3. 函数)155(-x rect 的傅里叶变换为______________。

4. 当光源位于00y x 平面的坐标原点上，傍轴近似下，发散球面波在xy 平面的复振幅分布为 ____________________________________。

5.衍射受限的相干成像系统，其出瞳函数是边长为l 的正方形，光瞳函数是()⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=l rect l rect P ηξηξ,，则系统的截止频率为____________________________。

6. 透镜具有傅里叶变换性质和成像性质的根本原因在于___________________________________________。

-------------------------------密封线----------------------------------------密封线----------------------------------------密封线---------------------------------------学院专业班学号姓名-------------------------------装订线----------------------------------------装订线-----------------------------------------装订线---------------------------------------满分 30得分7.消除图像上的周期性网格可以采用的滤波器是________________（请在三者之中选择：低通滤波器，高通滤波器，方向滤波器）。

信息光学选择判断题

判断题（画√或×，每题1分）1、全息技术分为两个过程，第一个过程是利用干涉原理将物光波前以干涉条纹的形式记录下来，再用光波照射全息图，可以再现原始物光波。

（）2、同轴全息是在记录物体的全息图时，参考光和物光波来自同轴方向，光照射全息图的透射光波中包含四项，都在同一方向无法分离。

（）3、离轴全息消除了同轴全息图孪生像的相互干扰，离轴全息图在记录过程中，参考光和信号光不在同一方向。

（）4、当记录介质相对于物体位于远场，引入参考光记录物体的夫琅和费衍射图样，得到物体的夫琅和费全息图。

（）5、光学信息处理是指采用光学方法实现对输入信息的各种交换或处理，来抑制噪声、检出信号或复原失真的图像。

（）6、当物放在透镜前焦面时，可用参考光和物光波干涉，记录物光波的付里叶全息图。

( )7、衍射分为远场衍射和近场衍射。

（）8、用光学信息处理系统可以实现图像的振幅和位相滤波，图像相关，图像卷积，图像相加和相减运算及微分，边缘检测，消模糊等光学运算及光学图像处理。

（）9、图像识别是指检测和判断图像中是否包含有某一特定的信息，例如大量指纹档案中检查出罪犯的指纹；在病理照片中识别出癌变细胞；在军事侦查照片中检出特定目标，及文字识别等。

（）10、匹配滤波器是在频域内对带检信号进行位相补偿，可以用来测量物体或图像尺寸，形状的变化，例如螺钉小零件的尺寸误差分类，测试金属疲劳试验中测试试件的微小变形。

（）1、空间相干照明条件下物体上每一点光的振幅和位相尽管都随时间做无规变化，但所有点随时间变化的方式都是相同的，各物点在象面上的脉冲响应也以同一方式随时间作无规变化，总的光场按光强叠加（√）2、同轴全息是在记录物体的全息图时，参考光和物光波来自同轴方向，光照射全息图的透射光波中包含四项，因为都在同一方向而无法分离。

（√）3、全息技术分为两个过程，第一个过程是利用干涉原理将物光波前以干涉条纹的形式记录下来，再用光波照射全息图，可以再现原始物光波。

信息光学考题

判断题1、反射型体全息图用白光再现时，再现像是单色的。

（）２、空间滤波系统中，在频谱面加微分滤波器可以实现图像边缘增强。

（）3、白光光学信息处理系统中，由于白光是非相干光，所以系统不存在物理上的频谱面，因而无法利用空间滤波的方法进行图像处理。

（）4、系统即具有叠加性又具有均匀性，则这种系统称为线性系统。

（）5、利用彩虹全息图制作的模压全息图是反射型全息图。

（）6、反射型体积全息图，可以利用白光再现，再现象是彩色像。

（）7、空间滤波系统中，在频谱面上放入低通滤波器，可以使像面得到的图像边缘增强。

（）8、复数空间滤波器可采用光学全息或计算全息的方法来制作。

（）9、非相干光学信息处理系统无法实现两幅图像的相关和卷积运算。

（）10、液晶光阀是一种光寻址空间光调制器。

（）填空题1、匹配滤波图像识别系统中，假定基准图像为s(x,y)，s(x,y)的付里叶变换为S(ξ,η)，则匹配空间滤波器的透过率函数H（ξ,η）满足。

2、列举四种二元振幅滤波器：、、。

3、设f(x,y)在ｘ方向的最大空间频率为Ｂｘ，ｙ方向最大空间频率为Ｂｙ，对函数f(x,y)抽样，则抽样间隔△x，△y应满足。

4ｆ相干光信息处理系统中，各透镜的作用是。

5、卷积运算有两种效应，一种是，还有一种就是被卷函数经过卷积运算，其细微结构在一定程度上被消除，函数本身的起伏振荡变得平缓圆滑，这种效应是________________。

6、写出两种光学相关图像识别的方法：、。

7、列举三种计算全息编码方法：、。

8、空间光调制器按寻址类型分类，可分为寻址和寻址两种。

9、的傅里叶变换是。

10、把抽样间隔满足奈奎斯特抽样定理，经过抽样后的图像还原成原图像有两种途径，分别为：叙述题１、说明模压全息图的制作过程。

２、彩虹全息照相中使用狭缝的作用是什么？3、讨论在白光光学信息处理系统中，采用何种方法，使该系统既不存在相干噪声，又在某种程度上保留了相干光学处理系统对复振幅进行运算的能力。

信息光学试题--答案

信息光学试题1. 解释概念光谱：复色光经过色散系统（如棱镜、光栅)分光后,按波长（或频率）的大小依次排列的图案。

干涉图:在一定光程差下，探测器接收到的信号强度的变化,叫干涉图。

2. 傅里叶光谱学的基本原理是干涉图与光谱图之间的关系,是分别用复数形式和实数表示之。

复数形式方程：实数形式方程：3. 何谓Ｊa ｃq ｕｉn ｏt 优点?干涉光谱仪的通量理论上约为光栅光谱仪通量的多少倍? Ｊacq ｕｉnot 优点是：高通量。

对相同面积、相同准直镜焦距、相同分辨率,干涉仪与光栅光谱仪通量之比为对好的光栅光谱仪来说，由于则即干涉仪的通量为最好光栅干涉仪的１90倍。

4. 何谓Ｆe ｌｌｇet ｔ优点？证明干涉光谱仪与色散型光谱仪的信噪比之比为2/1)/()/(M N S N S GI =，M 为光谱元数。

Fellg ｅt ｔ优点:多重性。

设在一扩展的光谱带1σ —2σ间，其光谱分辨率为δσ，则光谱元数为δσσδσσσ∆=-=21M对光栅或棱镜色散型光谱仪，设Ｔ为从1σ —2σ的扫描总时间,则每一小节观测时间为Ｔ/M ,如果噪音是随机的、不依赖于信号水平,则信噪比正比于2()()(0)1[]2i R R B I I e d πσδσδδ∞--∞=-⎰()0()(0)1(tan ){[]cos(2)}2R R B cons t I I d σδπσδδ∞=-⎰'2()M GE f l E π≈'30f l ≥21)(M T 即21)()(M T N S G ∝。

对干涉仪，它在所有时间内探测在 1σ —2σ间所有分辨率为δσ的小带,所以探测每一个小带的时间正比于T ，即21)()(T N S I ∝ 因此21)()(M N S N SG I =5. 单色光的干涉图和光谱表达式是什么?在实际仪器使用中,若最大光程差为L,试写出其光谱表达式——仪器线性函数（I ＬS ）。

单色光干涉图表达式:)2cos(2)]0(21)([1δπσδ=-R R I I 其中1σ为单色光的波数,δ为光程差。

信息光学习题答案及解析

于是)()()(sin x comb n x x n =-=∑∞-∞=πδπππδ1.4 计算图题1.1所示的两函数的一维卷积。

解：设卷积为g(x)。

信息光学试题及答案

信息光学试题及答案一、选择题1. 光学成像的基本条件是：A. 物距等于像距B. 物距大于像距C. 物距小于像距D. 物距等于两倍焦距2. 光的干涉现象说明光具有：A. 波动性B. 粒子性C. 直线传播性D. 反射性3. 在全息照相中，记录的是：A. 物体的实像B. 物体的虚像C. 物体的像差D. 物体的光强分布二、填空题4. 光的衍射现象表明，光波在遇到障碍物或通过狭缝时，会发生______现象。

5. 光纤通信利用的是光的______原理，可以实现长距离、大容量的信息传输。

三、简答题6. 简述迈克尔逊干涉仪的工作原理。

7. 光学信息处理技术在现代通信中的应用有哪些？四、计算题8. 已知一个凸透镜的焦距为10厘米，物体距离透镜15厘米，求像的性质和位置。

9. 一个光源发出波长为600纳米的光，通过一个双缝干涉装置，求在屏幕上距离中心亮纹1毫米处的条纹间距。

五、论述题10. 论述光学信息存储技术的发展及其对未来信息技术的影响。

参考答案：一、选择题1. D2. A3. D二、填空题4. 衍射5. 总反射三、简答题6. 迈克尔逊干涉仪通过将一束光分成两束，分别照射到两个反射镜上，再反射回来，通过观察两束光的干涉条纹，可以测量光波的波长或物体的微小位移。

7. 光学信息处理技术在现代通信中应用广泛，如光纤通信、光电子器件、光存储技术等，它们提高了信息传输的速度和容量，降低了传输损耗。

四、计算题8. 根据透镜成像公式，1/f = 1/u + 1/v，其中f为焦距，u为物距，v为像距。

代入数据得1/10 = 1/15 + 1/v，解得v = 30厘米，由于v > u，可知成像为倒立、放大的实像。

9. 根据双缝干涉条纹间距公式，Δx = λL/d，其中λ为波长，L为观察屏到双缝的距离，d为双缝间距。

由于题目中未给出L和d，无法直接计算条纹间距。

五、论述题10. 光学信息存储技术，如光盘存储、全息存储等，具有存储密度高、读取速度快、耐用性好等优点。

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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==信息光学试卷篇一：3信息光学试卷信息光学一、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??和?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t?t0?t1cos2??x，其中t0是平均透射率，t1是调制幅度。

在最佳的理想情况下t0＝1/2，t1＝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代替球面子波。

9. 关于成像质量的评价，主要有两种方法：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(x)rect(y)}=sinc(fx)sinc(fy)2、一个函数的“等效面积”?XY可定义为?????XY?????g(x,y)dxdyg(0,0)，而g的“等效带宽”则通过它的变换式G由下式定义：??X??G(f?fXfY,fY)dfXdfY?????G(0,0)。

证明：?XY??fXfY?1。

信息光学试题A.doc

一、简答：（40分）1．什么是空间线性不变系统?写出空间域中的一维和二维输入输出关系的卷积表达式。

2．空间域中的输入输出关系的卷积表达式的物理意义是什么。

文字简要说明卷积运算的计算过程。

3．说明透镜在光学系统中的位相变换功能及公式．4．一维和二维空间坐标系下的傅立叶变换和反变换的表示式5．说明观察面放在透镜的后焦面上，孔径面在透镜前焦面上的傅立叶变换性质及公式表达，与孔径面不在透镜前焦面上的变换有何不同？6.分别写出相干系统和非相干系统的空间域和空间频谱域的输出输入关系表达式．说明光瞳函数，脉冲响应，相干传递函数的关系7．写出线性不变系统相干传递函数的计算式和其物理意义，解释其厄米性．8．设计一个孔径，写出其夫琅和费衍射的光强分布表示式二、作图：（20分）1．画出阿贝成像的两次衍射原理图，并加以简单解释。

2．画出4f光学频谱分析系统光路图，指出各元件的名称；说明该光路的重要性3．画图说明傅立叶变换光学全息的物光波的波前记录和波前再现的两个过程，并用公式表示上述两个过程。

4．画出下列函数的图形： ⑴[])()(51)(1a x a x a x rect comb f = ⑵[])()(5512a x a x a x rect comb f -=三、计算（40分）1．已知函数)2(0exp )(x f i A x u π= ，求下列函数： ⑴2)(x u⑵*)()(x x u u + ⑶2*)()(x x u u +2．已知线性不变系统的输入为)()(x comb g x ，系统的传递函数为)(b f rect ，若b 取下列值，求系统的输出)('x g ，并画出函数及其频谱的图形， ⑴b=2.5⑵b=1.53.衍射受限的相干成像系统，其出瞳分别为下列孔径时，分别写出出瞳函数),(y x p ，相干传递函数),(y x c f f H 的表达式，并求沿y x f f ,方向的两个截止频率。

若改为非相干光学系统，再求沿y x f f ,方向的两个截止频率。

信息光学考卷及答案

信息光学考卷及答案一、选择题（每题1分，共5分）1. 下列哪种现象属于光的衍射现象？A. 光的折射B. 光的干涉C. 光的散射D. 光的衍射A. 全反射B. 折射C. 衍射D. 干涉3. 下列哪种元件在光纤通信系统中起到放大信号的作用？A. 光发射器B. 光接收器C. 光衰减器D. 光放大器4. 光学系统中的分辨率与下列哪个因素有关？A. 光波长B. 焦距C. 口径5. 在全息摄影中，下列哪个元件用于记录光强和相位信息？A. 激光器B. 全息胶片C. 光阑D. 透镜二、判断题（每题1分，共5分）1. 光的干涉现象是由于光波相遇时产生的相位差引起的。

（√）2. 光的衍射现象说明光具有波动性。

（√）3. 光纤通信系统中，光发射器和光接收器必须使用相同波长的光源。

（×）4. 全息摄影可以实现对三维物体的立体显示。

（√）5. 光学系统中的像差可以通过使用透镜组合来消除。

（×）三、填空题（每题1分，共5分）1. 光的波长越长，其在介质中的折射率越______。

（小）2. 光纤通信系统中，常用的光源是______。

（激光器）3. 光的干涉现象中，两束相干光的相位差为______时，出现亮条纹。

（整数倍波长）4. 全息摄影的基本原理是利用光的______和______。

（干涉、衍射）5. 光学系统中的像差主要包括______和______。

（球差、彗差）四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述光的干涉现象及其应用。

2. 光的衍射现象有哪些特点？3. 光纤通信系统中，为什么需要使用光放大器？4. 全息摄影的步骤有哪些？5. 简述光学系统中的像差及其校正方法。

五、应用题（每题2分，共10分）1. 一束光通过狭缝后，在屏幕上形成衍射图样。

已知光波长为500nm，狭缝宽度为0.01mm，求第一暗条纹的位置。

2. 一光纤通信系统，光源波长为1300nm，光纤长度为10km，求信号在光纤中传播的时间。

信息光学复习题

第一章 1.1已知不变线性系统的输入为()()x x g com b = 系统的传递函数⎪⎭⎫⎝⎛b f Λ。

若b 取（1）50=.b （2）51=.b ，求系统的输出()x g '。

并画出输出函数及其频谱的图形。

答：（1）()(){}1f δx g'x ==F 图形从略，（2）()()()()()x s π2co 3211f δ311f 31f x g'x x x +=⎭⎬⎫⎩⎨⎧++-+=δδF 图形从略。

1.3 对一个空间不变线性系统，脉冲响应为 ()()()y x y x h δ77=sinc ,试用频域方法对下面每一个输入()y x f i ,，求其输出()y x g i ,。

（必要时，可取合理近似）（1）()x y x f π4=1cos ,答：()(){}(){}{}{}()(){}{}{}{}{}x x f rect x y x y x h y x f y x g x π4cos π4cos 7π4cos δ7x sin 7π4cos ,,,111111==⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛===----F F F F F F F F F F（2）()()⎪⎭⎫ ⎝⎛75⎪⎭⎫ ⎝⎛754=2y rect x rect x cos y x f π, 答：()(){}(){}{}()()(){}{}()()()()⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛≅⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅*=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛==---75rect 75rect π4cos 775sinc 75f sinc 7575π4cos δ7x sin 775rect 75rect π4cos ,,,x 11112y x x f rect f x y y x x y x h y x f y x g x y F F F F F F F F（3）()()[]⎪⎭⎫⎝⎛758+1=3x rect x cos y x f π,答：()()[]()(){}(){}()()()()()()()()()()()(){}⎪⎭⎫ ⎝⎛75=75≅⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛775≅⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛7⎪⎭⎫ ⎝⎛75*⎪⎭⎫ ⎝⎛4+81+4-81+=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛775*8+1=⎭⎬⎫⎩⎨⎧7⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛758+1=1-1-1-1-1-3x rect f 75f sinc f rect f 75f sinc f rect f δ75f sinc f f x f rect f δ75f sinc x cos y 7x sin x rect x cos y x g y x x y x x y x x x x y x δδδδδπδπF F F F F F F F ,（4）()()()()()y rect x rect x comb y x f 22*=4, 答：()()()()(){}()(){}{}()()()()()()()()()()()()(){}()()x π6cos x π2cos f f f f f f f f f f f rect f f δf f δf f δf f δf rect f sinc 2f sinc f f comb y 7x sin y rect x rect x comb y x g y x y x y x y x y x x yx y x y x y x x y x y x 1060-3180+250=3+0530-3-0530-1+1590+1-1590+=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛7⎪⎭⎫ ⎝⎛-3-2120-1+6370+1-6370+41=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛7⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛2⎪⎭⎫ ⎝⎛41=722*=1-1-1-1-2...,.,.,.,.,F ,.,.,.,F F F F F ,δδδδ0.25δδδ1.5 若对二维函数()()ax a y x h 2=sinc ,抽样，求允许的最大抽样间隔并对具体抽样方法进行说明。

青岛大学信息光学期中试题

青岛大学信息光学期中试题青岛大学物理学院信息光学期中试卷班级：2021级光信姓名：______学号：__________I.简要回答或计算以下问题：1什么是线性空间不变系统？2.对于一个线性光学成像系统，已知物函数uo和点扩散函数h，写出其像函数ui表达式？写出像函数频谱的表达式。

3.如果上述问题中的系统不仅是线性的，而且满足空间平移的不变性，且目标函数uo 和点扩散函数H已知，则写出图像函数谱的表达式。

3.什么是传递函数h？写出它与点扩散函数h的关系式。

4.菲涅尔传播近似条件？夫琅和费衍射传播近似条件5.根据傅里叶逆变换，物体的复振幅分布g（x，y）可以表示为：g（x，y）=？？g （？，）ei2？（？x+？y）d？D试着写出公式的物理意义。

6.一束光的复振幅u=1+cos(klx)+cos(kmy),写出其角谱。

II计算和推导：1、有一个线性平移不变系统，它的脉冲响应为h=sinc(3x)，试计算对输入函数f(x)=cos(2?x)的响应函数g(x)。

2.给定物体的复振幅透射比：t（x0，Y0）=（1/2）[1+cos（2？F0x）]，将其放在成像系统中的物体表面，放大倍数为1，并使用单位振幅的单色平面波？角斜入射u=exp （ikxsin？），透镜焦距为f，光圈为D.1），以确定物体的频谱。

2）若想使像平面出现条纹，则入射光最大倾角?为多少？并求此时像面上像的强度分布。

1.已知两个函数f=？（x）步骤（x），H=rect[（x-1）/2]，求卷积f（x）？h（x）=？2.用卷积定理求sinc（x）？Sinc（x）谱3.推导一点物c经透镜后的出射波函数u(xl，,yl)如图.c（0,0，zo）（xo，yo）（xl，yl）三.用傅里叶光学的方法，求解一有限正弦振幅光栅的夫琅和费衍射光强分布公式，并分析其极大点位置。

（设：光栅屏函数为t=[1+msin(2?foxo)]rect(xo/a)rect(xo/b)，单位振幅单色平面波垂直入射,系统中无透镜。

信息光学试卷习题一答案

1．若对函数()()ax c a x h sin =进行抽样，其允许的最大抽样间隔为aX a 11≤或（(){},,x xx F h x rect a a a x B X a B ⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭≤=≤111222）2．一列波长为λ，振幅为A 的平面波，波矢量与x 轴夹角为α，与y 轴夹角为β，与z 轴夹角为γ，则该列波在d z =平面上的复振幅表达式为()()()[]βαγcos cos ex p cos ex p ,y x jk jkd A y x U +=3、透镜对光波的相位变换作用是由透镜本身的性质决定的。

在不考虑透镜的有限孔径效应时，焦距为f 的薄凸透镜的相位变换因子为()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-222exp y x fjk4．对于带限函数g(x,y)，按照抽样定理,函数g 的空间带宽积为 16L X L Y B X B Y5. 就全息图的本质而言，散射物体的平面全息图，记录过程是与的干涉过程，记录在全息记录介质上的是。

再现过程是在再现光照明情况下光的过程。

若再现光刚好是记录时的参考光，其再现像有。

（再现像的个数与特点）物光参考光干涉条纹衍射两个像，一个是+1级衍射光所成的原始像，另一个是-1级衍射光所成的共轭像，分别在零级两侧。

6.写出菲涅尔近似条件下，像光场（衍射光场）()U x y d ,,与物光场（初始光场）()U x y 000,,0间的关系式，并简述如何在频域中求解菲涅尔衍射积分？菲涅耳近似条件下，衍射光场()U x y d ,,与初始物光场()U x y 000,,0间的关系为()()()()()220000000exp ,,,,0exp 2jkd jk U x y d U x y x x y y dx dy j d d λ+∞-∞⎧⎫⎡⎤=-+-⎨⎬⎣⎦⎩⎭⎰⎰菲涅耳衍射积分（上式）可以写成如下卷积形式()()()()22000exp ,,,,0exp 2jkd jk U x y d U x y x y j d d λ⎡⎤=*+⎢⎥⎣⎦上式两边进行傅里叶变换得(){}(){}()()22000exp ,,,,0exp 2jkd jk F U x y d F U x y F x y j d d λ⎧⎫⎡⎤=*+⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭先求出()(){}0000,,,0x y U f f F U x y =和()()()()22222exp ,exp exp 122x y x y jkd jk H f f F x y jkd f f j d d λλ⎧⎫⎧⎫⎡⎤⎪⎪⎡⎤=+=-+⎨⎬⎨⎬⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎣⎦⎩⎭⎩⎭即可得()(){},,,x y U f f F U x y d =再进行傅里叶反变换即可得菲涅耳衍射场()(){}1,,,x y U x y d F U f f -=7．简述利用SFFT 编程实现菲涅尔衍射的主要过程。

光学试卷及答案

〈光学>期终试卷（一)班级学号姓名成绩一.选择题（每小题2.5分，共25分每小题只有一个正确答案）1.下列说法正确的是A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的;B。

薄的凹透镜对入射光线一定是发散的C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响D。

厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的，也可能是发散的2.光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是A.频率；B。

波长C。

速度; D。

传播方向3.在菲涅尔双面镜干涉实验中，减少条纹间距的方法有A。

增大入射光的波长； B.增大接收屏与镜的距离C。

增大两平面镜的夹角； D.减小光源与双面镜交线的距离4.白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜色(肥皂水的折射率为1。

337)A.红色B。

紫红色 C.绿色 D.青色5.光栅光谱谱线的半角宽度Δθ与下列哪项无关?A。

谱线的衍射角 B.光谱的级次C.光栅常数D.光栅的总缝数6.光是由量子组成的，如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于A。

入射光的颜色B。

入射光的频率C. 仅仅入射光的强度D，入射光的强度与颜色7.球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一个半波带在P点产生的振动之振幅的A。

1/2倍 B.1倍 C.2倍 D.4倍8.天文望远镜物镜的直径很大，其目的不是为了A。

提高入射光的光强 B.提高分辨本领C.能看到更大的像D.能看到更清晰的像9.使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置，在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述强度最大的位置平行，通过检偏器观察时有一消光位置，这束光是: A。

平面偏振光B。

椭圆偏振光C.部分偏振光D.圆偏振光和平面偏振光的混合10。

关于单轴晶体,下列哪种描述是正确的？A。

负晶体，V> V e，n〈n eB。

正晶体，V〉V e, n。

〉n eC.负晶体,V〈V e n。

> n eD.正晶体,V〈V e, n〉n e二.填空(每小题2分,共20分）1.从一狭缝射出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm远的幕上,若此两狭缝相距为0.2mm,幕上所产生的干涉条纹中两相邻亮纹间距离为3。

信息光学智慧树知到答案章节测试2023年苏州大学

绪论单元测试1.“信息光学”又称为 ____。

答案:第一章测试1.高斯函数的傅里叶变换是（）A:B:C:D:答案:B2.函数的傅里叶变换是（）。

A:B:C:D:答案:A3.某平面波的复振幅分布为，那么它在不同方向的空间频率，也就是复振幅分布的空间频谱为（）。

A:，B:，答案:A4.圆域函数Circ（r）的傅里叶变换是。

（）A:错B:对答案:B5.尺寸a×b 的不透明矩形屏，其透过率函数为rect(x/a)rect(y/b)。

（）A:错B:对答案:A6.卷积是一种 ____，它的两个效应分别是_和_，两个函数f(x, y)和h(x, y)卷积的积分表达式为____。

答案:7.什么是线性空不变系统的本征函数？答案:8.基元函数是不能再进行分解的基本函数单元，光学系统中常用的三种基元函数分别是什么？答案:第二章测试1.在衍射现象中，当衍射孔径越小，中央亮斑就____。

答案:2.点光源发出的球面波的等相位面为_，平行平面波的等相位面为_。

答案:3.平面波角谱理论中，菲涅耳近似的实质是用_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。

答案:4.你认为能否获得理想的平行光束？为什么？答案:5.菲涅尔对惠更斯的波动光学理论表述主要有哪两方面的重要贡献？答案:6.已知一单色平面波的复振幅表达式为，请问该平面波在传播方向的空间频率以及在x，y，z方向的空间频率分别是什么？答案:第三章测试1.物体放在透镜（）位置上时，透镜的像方焦面上才能得到物体准确的傅里叶频谱。

A:之后B:之前C:前表面D:前焦面答案:D2.衍射受限光学系统是指（），仅考虑光瞳产生的衍射限制的系统。

A:考虑像差的影响B:不考虑像差的影响答案:B3.相干传递函数是相干光学系统中（）的傅里叶变换。

A:点扩散函数B:脉冲响应函数C:余弦函数D:复振幅函数答案:A4.（）是实现对空间物体进行信息处理和变换的基本光路结构。

A:光学系统B:4f光路C:准直系统D:单透镜系统答案:D5.成像的本质是衍射光斑的叠加结果。