信息光学相干和非相干光学处理
相干光与非相干光在光学成像中的比较与优化
相干光与非相干光在光学成像中的比较与优化光学成像是一种常见的图像获取技术，广泛应用于医学、生物学、材料科学等领域。
在光学成像中，相干光和非相干光是两种常见的光源。
它们在成像质量、分辨率以及应用范围上存在一些差异。
本文将对相干光和非相干光在光学成像中的比较与优化进行探讨。
首先，我们来了解一下相干光和非相干光的特点。
相干光是指光波的振动方向、频率和相位都保持一致的光源。
相干光的特点是波前的干涉和衍射现象明显，可以实现高分辨率的成像。
非相干光则是指光波的振动方向、频率和相位都是随机的，没有明显的干涉和衍射现象。
非相干光的特点是亮度均匀，适合用于照明和全息成像。
在光学成像中，相干光和非相干光的选择取决于具体的应用需求。
相干光成像适用于需要高分辨率的情况，如显微镜观察细胞结构、纳米材料表征等。
相干光成像的原理是利用光的干涉和衍射现象，通过重构波前信息来获取高分辨率的图像。
相干光成像技术包括干涉显微镜、全息显微镜等。
这些技术可以实现纳米级别的分辨率，对于细胞和材料的研究具有重要意义。
然而，相干光成像也存在一些限制。
由于相干光的干涉和衍射现象，它对样品的透明度和形貌要求较高。
对于不透明或表面粗糙的样品，相干光成像的效果会受到限制。
此外，相干光成像还受到散射和折射等因素的影响，可能导致成像的模糊和畸变。
因此，在实际应用中，需要根据具体样品的特点来选择相干光成像技术，并进行优化和改进。
与相干光相比，非相干光成像更加简单和实用。
非相干光成像不受样品的透明度和形貌的限制，适用于各种材料和样品的成像。
非相干光成像技术包括传统的光学显微镜、X射线成像、CT扫描等。
这些技术具有广泛的应用范围，可以用于生物医学、材料科学、工业检测等领域。
非相干光成像的优势在于成像速度快、成本低廉，并且可以实现大范围的样品扫描。
然而，非相干光成像也存在一些局限性。
由于非相干光的特点是亮度均匀，它的分辨率相对较低。
对于需要高分辨率的应用，非相干光成像可能无法满足要求。
相干成像与非相干成像的比较
光学信息处理
第三章
Transfer Function of Optical Imaging System
光学成像系统的传递函数
§ 6. 相干成像与非相干成像的比较
a.截止频率
相 干： Hc (,)=F{hi(xi,yi)}
非相干：
ℋ (,)=
2
jφ )
x 1 .92
x 1 .92
由于相位差的影响，应具体问题具体分析，不能瑞利判据来表述分辨 率。
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§ 6. 相干成像与非相干成像的比较
相干成像与非相干成像由于照明方式有本质的不同，是不 能直接进行比较的！ 这里主要是从量上进行对比，以加深对几个同名参数的 理解与记忆！
§ 6. 相干成像与非相干成像的比较
b.像的强度谱
例题：物体的复振幅透过率为：t1 ( x )
cos
2
x b
当此物通过一横向放大率为1的光学系统成像，系统的出瞳是半径为
di b
ห้องสมุดไป่ตู้
a
2di b
的圆孔， di 为出瞳到像面的距离，试问对该物体成像，是采用相干照明好还是
非相干照明好？
在相干照明下：
c
a di
§ 6. 相干成像与非相干成像的比较
c.分辨率
非相干： I( x ) [ 2J1( x 1.92 ) ] 2 [ 2J1( x 1.92 ) ] 2
x 1.92
x 1.92
可以用瑞利判据： σ 1 .22 λ d i
D
相 干：
I( x )
[ 2 J 1 ( x 1 .92 ) ] [ 2 J 1 ( x 1 .92 ) ] exp(
非线性光学物理中的相干光与非相干光传播特性
非线性光学物理中的相干光与非相干光传播特性非线性光学物理是一门研究光在非线性介质中传播和作用的科学。
相比于线性光学，非线性光学具有更加丰富的现象和特性，例如光自聚焦、自相位调制、频率转换等。
其中，非线性光学中的相干光和非相干光传播特性备受关注。
一、相干光传播特性相干光是指光波的相位差相对稳定的一类光波。
相比于非相干光，它们的相位关系比较清晰，可以通过干涉实验进行研究。
相干光的传播特性与非线性介质的特性密切相关。
首先，相干光在非线性介质中的传播会发生光束自聚焦现象。
这是由于非线性介质吸收光子的能力与光强的平方成正比，因此强光相比于弱光在介质中传播时会更快地被吸收。
当光束横截面较小，强度较高时，这种吸收过程就会导致光线聚焦的现象。
在该过程中，光线的强度将增大，从而进一步促进了非线性过程的发生。
其次，相干光在非线性介质中还会发生自相位调制。
自相位调制是指由于光强的变化而引起的相位的变化。
在非线性介质中，由于吸收和折射率的变化，光在传播过程中会发生相位的变化。
因此，非线性介质中传播的相干光在出射端的相位会发生调制，不同的光在经过非线性介质后的相位差也会发生变化。
二、非相干光传播特性非相干光是指一个光源的光波中不同频率和不同相位的光波混合而成的光波。
相比于相干光，非相干光波的研究更加复杂，因为它们的相位关系较为复杂。
在非线性介质中，非相干光的传播特性也有很多值得研究的地方。
首先，非相干光在非线性介质中会发生波长变化。
这是由于非线性介质吸收和散射过程的影响，导致不同波长的光在介质中传播速度和衰减程度不同，从而使得光波的频率发生变化。
其次，非相干光在非线性介质中会发生非线性光学效应。
由于光的强度较大，光子之间的相互作用会显著增强，并促进非线性光学过程的发生。
这些非线性光学效应包括和相干光一样的光束自聚焦和自相位调制，还包括光学孤子和光学脉冲的生成等。
非线性光学效应对于光学信息和光学通信等领域有着重要的应用。
总体来说，非线性光学物理中的相干光和非相干光传播特性都具有很多值得研究的地方。
近代光信息处理第3章非相干光学信息处理
第2节 把相干光源(激光)换成非相干光源(钨丝灯)，傅里
第3节 叶平面上的傅里叶变换图像就消失了，这一情形
第4节
与杨氏干涉仪类似．这是否意味着我们不能实现 空间滤波? 答案是否定的。
第5节
设想在傅氏平面上设置一小窗口滤波器H(u)，
第6节 系统的CTF=H(u)，而OTF则是CTF的自相关.
第7节
第8节
第3节 非相干光的情形．相干Vander Lugt 相关器的输出
第4节 中，相关项为（参见节4.3(14)式）
第5节
c(,) = ∞-∞ f(x,y) g[x-(-b),y-] dxdy
第6节 强度分布为
第7节 第8节
| c(,) |2 = | ∞-∞ f(x,y) g[x-(-b),y-] dxdy |2
第8节 第9节
在相干光处理系统中，我们总是假定空间相干 宽度大于光学系统的横向特征尺度；
在非相干光处理系统中，我们总是假定空间相 干宽度为零；
而在部分相干光处理系统中，假定空间相干宽
度大于零，并小于系统的特征尺度。
第3章
7
目 录 2019/11/24 第1节
3.2 非相干像的形成 光学信息处理
第9节
第3章 图3.3 滤波平面上的实窗口函数生成的CTF及OTF13
CTF是高通滤波器， 从 u =a 到 u = a+b， 但MTF仍是低通滤波器，从u = -b 到 u = b 与a无关
由一组无规则分布的小孔构成的孔径的作用相当
于低通滤波器．这样一个滤波器的截止频率可以由针 孔的直径导出，相当于 b．
光学信息处理
第1节
然而在非相干情形下联合傅里叶变换
第2节 器(JTC，参见节4.8)不起作用．联合傅里
8.6 非相干光学处理
天狼星离我们8.6光年， 光年， 天狼星离我们 光年 是第五近的恒星。 是第五近的恒星。因 为它本身发光很强， 为它本身发光很强， 又距离近， 又距离近，才显得很 明亮耀眼. 明亮耀眼
希腊诗人埃斯库罗斯 （Aeschylus）称天狼 ） 星为‘炽热的犬’ 星为‘炽热的犬’，因 为它是大犬星座α星 为它是大犬星座 星， 在最热的七八月份黎明 前升起。 前升起。 古埃及人称它为索提斯 ），意为 （sothis），意为‘水 ），意为‘ 上之星’ 上之星’
2
功率谱相关器的优点：见教材Ｐ 功率谱相关器的优点：见教材Ｐ334。 。
光瞳平面上放透过率为t 光瞳平面上放透过率为 2的透明片
x y h1 ( x, y) ∝ T2 , λf λf
2
系统最终输出为
I i ( x , y ) = I g ( x , y ) ∗ h1 ( x , y ) ξ η x − ξ y −η = ∫∫ T1 λ f , λf ⋅ T2 λ f , λf dξdη
在非相干光学处理系统中，我们也同样 在非相干光学处理系统中， 可以在频域综合出所需要的OTF，即实现 可以在频域综合出所需要的 ， 各种形式的滤波。 各种形式的滤波。
OTF等于光瞳函数的归一化自相关函数，即 等于光瞳函数的归一化自相关函数， 等于光瞳函数的归一化自相关函数
∫∫ P (λd α , λd β )P (λd (ξ + α ), λd (ξ + β ))dαdβ Η (ξ ,η ) = ∫∫ P (λd α , λd β ) dαdβ
i i i i 2 i i
是系统的出瞳到像面的距离。 式中di 是系统的出瞳到像面的距离。对半径为a 的圆形光瞳，其光学传递函数如图所示： 的圆形光瞳，其光学传递函数如图所示：
信息光学非相干光学处理
大量旳光学仪器是采用非相干光或自然光或白光光源，如 摄影机、望远镜、显微镜、投影仪、制版设备等。有必要研究非 相干处理措施。因为非相干照明下光场分布用光强分布表达，所 以输入函数和脉冲响应函数都是非负实函数。与相干照明系统相 比，非相干系统没有相干噪声。仍有研究价值。
10.1相干与非相干光学处理
相干与非相干光学处理
将透明片作为一种线性系统旳输入， 用相干光照明，因为 输入图像中每一点旳复振幅在输出面上会产生相应旳输出，这些 输出旳集合（叠加）构成输出图像。
U (x, y) Ui (x, y)
i
人眼、感光胶片、CCD等感知旳是光强信息。即合成振幅旳绝对
值平方。
I (x, y) | U (x, y) |2 | Ui (x, y) |2
先考虑f(x,y)上一种单位强度旳点光源在P平面上旳脉冲响应。
在几何光学近似下，离焦面Δ处旳旳分布即为h(x,y)
旳一种缩小旳倒像，其投影中心坐标
a 1 ( / 2 f ) x, b 1 ( / 2 f ) y
考虑到投影时h(x,y)旳方向将发 生几何反射，于是 f (x,y)上旳一点在
离焦面Δ上产生一种h 旳缩小图像
i
Ui (x, y) |2 Ui (x, y)U * j (x, y)
i
i j
Ii
U
iHale Waihona Puke (x,y)U
* j
(
x,
y)
i
i j
用完全非相干光照明，输入面上各点旳光强在输出面产生相
应旳光强输出，因为这些输出是互不有关旳，所以总旳图像输出
是各光点光强输出旳叠加。因为各点振动旳随机性，其振幅和相
发出光经L1后变成平行光， 把第一张胶片f (x , y)投影 到h上，经过L2把光束会
07信息光学复习要点
30、透镜孔径对于参予变换的有效物体的各种频率成分的影响？ 30、透镜孔径对于参予变换的有效物体的各种频率成分的影响？ 31、成像系统的普遍模型由哪三个部分组成？ 31、成像系统的普遍模型由哪三个部分组成？ 32、什么叫衍射受限系统？ 、什么叫衍射受限系统？ 33、相干照明和非相干照明光场的特点？如何实现两种照明？ 33、相干照明和非相干照明光场的特点？如何实现两种照明？ 34、什么叫OTF和CTF？两者的联系，像差对OTF以及像的影响。 34、什么叫OTF和CTF？两者的联系，像差对OTF以及像的影响。 OTF OTF以及像的影响 35、全息术的方法和原理？什么叫全息图的冗余性. 35、全息术的方法和原理？什么叫全息图的冗余性 全息图的冗余性 36、 36、画图说明全息信息存储与再现的方法 37、像面全息有什么特点？什么是彩虹全息？ 37、像面全息有什么特点？什么是彩虹全息？ 38、体积全息为什么可以用于多重记录？ 、体积全息为什么可以用于多重记录？
39、4f系统中如何实现两个图像的相加与微分图像的输出 、 系统中如何实现两个图像的相加与微分图像的输出 40、从所使用光源的空间和时间相干性来说, 40、从所使用光源的空间和时间相干性来说,光学处理的分 类有哪几种？ 类有哪几种？ 41、匹配滤波的本质的是什么？ 41、匹配滤波的本质的是什么？ 42、什么空间光调制器？ 、什么空间光调制器？ 43、什么叫做液晶？大致可分为哪三类？ 、什么叫做液晶？大致可分为哪三类？ 液晶 44、试说明硫化镉液晶光阀（LCLV）的结构和工作原理？ 44、试说明硫化镉液晶光阀（LCLV）的结构和工作原理？ 45、什么叫二元光学，如何制作二元光学元件？ 45、什么叫二元光学，如何制作二元光学元件？ 46、什么叫基元全息图。 46、什么叫基元全息图。
信息光学基本概念要点2010综述
U ( P ) a( P )e
j ( P )
U ( P ) 称为单色光场中P点的复振幅，它包含了P点光振动
的振幅a(P)和初相位（P）。它与时间无关，而仅是空间位 置的函数。对于单色光波，由于频率恒定，由时间变量确定 的相位因子exp(-j2 t)对于光场中各点来说均是相同的。 光场中光振动的空间分布完全由复振幅U随空间位置的变化所 确定。
二维光场分析
只要满足如下两个条件应用标量理论得到的结果（衍射场能量 分布）与实际十分相符. （1）、衍射孔径比波长大得多； （2）、观察点离衍射孔径不要太近。 对于大多数问题，这两个条件是常常是能满足的。 球面波和平面波是波动方程的基本解，而由波动方程的线性性 质，任何复杂的波都能用球面波或平面波的线性组合表示。因 此，有必要了解从数学上来描述这些波。
对于空间不变系统，其输入与输出的变换关系是不随输入空间位置而变 化的变的。其唯一的效应是输出发生同样的位移。
对于线性不变系统，叠加积分式变为
g( x , y )
f ( , )h( x , y )dd
(**)
f ( x , y ) * h( x , y )
它决定了输入频谱中各种频率成分通过系统时将发生什么 样的变化。 说明：对线性平移不变系统，可以采用两种研究方法。一是在 空域通过输入函数与脉冲响应函数的卷积求得输出函数；二是 在频域求得输入函数与脉冲响应两者各自的频谱函数的积。再 对该积求逆傅里叶变换求得输出函数。
7、线性不变系统的本征函数 定义：如果函数 f (x,y)满足条件
巴比涅原理对这样一类衍射装置特别有意义，即衍射屏由平面波照明，其 后装有透镜，在焦平面上接收衍射图像（衍射屏的夫琅和费衍射图样）。 这时的自由光场在像平面上除焦点外，U0处处为零。从而除像点外，处处有
信息光学复习重要知识点
1.常用的非初等函数：矩形函数、Sinc函数、三角形函数、符号函数、阶跃函数、圆柱函数。
2.δ函数的定义：a.类似普通函数定义b.序列极限形式定义c.广义函数形式定义δ函数的性质：a.筛选性质 b.坐标缩放性质 c.可分离变量性d.与普通函数乘积性质4.卷积，性质：线性性质、交换律、平移不变性、结合律、坐标缩放性质5.互相关，两个函数f(x,y）和g(x,y)的互相关定义为含参变量的无穷积分6.惠更斯-菲涅尔原理：光场中任意给定曲面上的诸面元可以看作是子波源，如果这些子波源是相干的，则在波继续传播的空间上任意一点处的光振动都可看作是子波源各自发出的子波在该点相干叠加的结果。
7.基尔霍夫理论：在空域中光的传播，把孔径平面上的光场看作点源的集合，观察平面上的场分布则等于他们所发出的带有不同权重的因子的球面子波的相干叠加。
8.角谱理论：孔径平面和观察平面上的光场分布都可以分别看成是许多不同方向传播的单色平面波分量的线性组合。
9.点扩散函数：面元的光振动为单位脉冲即δ函数时，这个像场分布函数叫做~。
10.菲涅尔衍射成立的充分条件：传递函数：11.泰伯效应：当用单色平面波垂直照明一个具有周期性透过率函数的图片时，发现在该透明片后的某些距离上出现该周期函数的现象，这种不用透镜就可以对周期物体成像的现象称为~。
12.夫琅禾费衍射：13.衍射受限系统：不考虑系统的几何像差，仅仅考虑系统的衍射限制。
14.单色信号的复表示：去掉实信号的负频成分，加倍实信号的正频成分。
多色信号的复表示：16.如果两点处的光扰动相同，两点间的互相干函数将变成自相干函数。
18.光学全息：利用干涉原理，将物体发出的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，使物光波前的全部信息都储存在记录介质中，做记录的干涉条纹图样被称为“全息图”，当用光波照射全息图时，由于衍射原理能能重现出原始物光波，从而形成与原物体逼真的三维像，这个波前记录和重现的过程成为~19.+1级波（虚像），-1级波（实像），±1级波（赝像）20.从物光与参考光的位置是否同轴考虑：同轴全息、离轴全息。
相干光和非相干光
相干光和非相干光是光学中的两个重要概念。
相干光指的是具有一定的相位关系的光波，即波峰和波谷的位置关系是固定的。相干光可以产生干涉现象，例如Young双缝干涉实验中的光束就是相干光。在干涉实验中，由于相干光的特性，可以观察到明暗相间的干涉条纹。
非相干光指的是波峰和波谷位置随机的光波，即不具有固定的相位关系。这种光波的光波长、振幅和相位都是随机变化的，不会产生干涉现象。例如太阳光、白炽灯光等都是非相干光，它们的光波在时间和空间上都是随机变化的。
《信息光学》教学大纲
《信息光学》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程简介信息光学是应用光学、计算机和信息科学相结合而发展起来的一门新的光学学科，是信息科学的一个重要组成部分，也是现代光学的核心。
本课程主要介绍信息光学的基础理论及相关的应用，内容涉及二维傅里叶分析、标量衍射理论、光学成像系统的频率特性、部分相干理论、光学全息照相、空间滤波、相干光学处理、非相干光学处理、信息光学在计量学和光通信中的应用等。
三、课程目标本课程是光电信息科学与工程专业的主要专业课程之一，设置本课程的目的是让学生掌握信息光学的基本概念、基础理论及光信息处理的基本方法，了解光信息处理的发展近况和运用前景。
为今后从事光信息方面的生产，科研和教学工作打下基础。
四、教学内容及要求第一章信息光学概述（2学时）1.信息光学的基本内容和发展方向2.光波的数学描述和基本概念3.相干光和非相干光4.从信息论看光波的衍射要求：1.了解信息光学的内容和发展方向2.掌握相干光和非相干光的特点3.掌握从信息论的观点看光波的衍射。
重点：空间频率，等相位面。
从信息光学看衍射的基本观点。
难点：空间频率，光波的数学描述。
第二章二维傅里叶分析（8+2学时）1．光学常用的几种非初等函数2．卷积与相关3．傅里叶变换的基本概念4．线性系统分析5．二维采样定理要求：1．了解光学中常用非初等函数的定义、性质，熟悉它们的图像及在光学中的作用2．了解卷积与相关的定义及基本性质3．熟悉傅里叶变换的基本原理，性质和几何意义4．熟悉系统的基本概念及线性系统分析的基本理论5．了解二维采样定理及其应用6．本章强调概念的物理意义理解，以定性和应用为主。
避免与《信号与系统》课程重复。
重点：δ函数的意义和运算特性，傅里叶变换性质、定理，相关和卷积的意义及运算，线性空间不变系统的特性。
难点：卷积，傅里叶变换、系统分析。
第三章标量衍射理论（6+2学时）1．基尔霍夫衍射理论2．菲涅耳衍射和夫琅和费衍射3．夫琅和费衍射计算实例4．菲涅尔衍射计算实例5．衍射的巴俾涅原理要求：1．了解基尔霍夫衍射理论2．熟悉菲涅耳- 基尔霍夫衍射公式及其物理意义3．熟悉菲涅耳衍射与夫琅和费衍射4．掌握常见夫琅和费衍射光场的分析与计算5．了解菲涅耳衍射光场的分析和计算6．了解巴俾涅原理及其应用重点：如何用二维傅里叶变换来分析和计算夫琅和费衍射。
中科大信息光学习题解答
H (, )
P( x, y) P( x d , y d )dxdy
i i
P( x, y)dxdy
由自相关性质（p16） ，如果
r ( x, y )
R ff ( x, y ) R ff (0,0)
f
(α x,β γ ) f (α ,β )dα dβ
2 exp j ( x0 x y0 y ) dx0 dy0 z
菲涅耳衍射图样随 z 改变。
2 2 2 2 2 ( x0 y 0 ) max x0 y0 2 可略去，即 2z 2z
z 增大到 exp jk
或
z 1 2 2 ( x0 y 0 ) max 2
H (, ) 答：由公式 H (, ) I H I (0,0)
H (0,0) 1 ；
h ( x , y ) exp j 2(x
I i i I i i
i
y i )dxi dyi
可知
i
h ( x , y )dx dy
i
（问题）不能证明在某个空间频率上有 H>1. 对于衍射受限系统
光栅的透射函数???????????????????????????????????????????????????ntnindxbbxrecteaaxrectxt2212ox0x??????????????xxxxnifaixnifaixntnitnidfcombtnafafcaddfcombdeeafcaeeafcaxtfndxeaaxrecteaaxrectxtdbaxx?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1cos2sin11sinsin22
相干性与非线性光学研究
相干性与非线性光学研究随着科技的发展，光学技术越来越重要，它在物理、化学、生物、天文等领域都有着广泛应用。
其中，相干性和非线性是两个关键概念。
1. 相干性相干性是指光波中电场的振幅和相位在时间和空间上的一致性，它是光学技术中一个非常重要的概念。
通俗地说，相干性是指两个光波之间的关联程度，即它们波峰和波谷是否在同一位置。
如果波峰和波谷位于同一位置，则称两个光波是相干的；反之，如果波峰和波谷位于不同位置，则称两个光波是不相干的。
相干性越高，光波的强度和分布就越容易预测和控制。
在实际应用中，相干性对于光学成像、干涉等过程都是至关重要的。
例如，在成像中，相干光可以提供更清晰的图像；在干涉测量中，相干光可以提高测量的精度。
因此，掌握相干性的特性和调控方法对于光学技术的研究和应用有着巨大意义。
2. 非线性光学非线性光学是指当光强度足够强时，光与物质的相互作用会引起光的吸收、散射、闪烁等非线性现象，这些现象是线性光学所不能描述的。
非线性光学的研究范围很广，包括高倍增、和谐倍频、拉曼散射、光子学、量子光学等多个方向。
在非线性光学中，最常见的是高倍增（harmonic generation）。
高倍增是指将一个光波的频率削弱数倍，从而产生一个新的频率整倍数的光波。
例如，将频率为ω的激光束加热到一定强度后，就可以通过三倍倍增或四倍倍增，产生频率为3ω或4ω的光波。
高倍增技术被广泛应用于各种实验室实验、生产过程和医疗诊断中。
除了高倍增外，还有和谐倍频（harmonic mixing）、拉曼散射（Raman scattering）等非线性现象。
在和谐倍频中，将两个不同频率的光波通过介质相互作用产生的非线性效应，生成一个新的频率等于原来两个光波和的和的光波；在拉曼散射中，光波在散射过程中会发生频率变化，散射光的频率差等于由介质引起的某种振动频率。
总之，相干性和非线性光学是两个关键概念，对于光学技术的发展和应用具有重要意义。
信息光学中国科学技术大学2013
信息光学试题(2013)
1.问答题
（1）相干光光学处理、非相干光光学处理和白光处理的优缺点。
（2）光学传递函数在ε=η=0处都等于1，这是为什么？光学传递函数的值可能大于1吗？如果光学系统真的实现了点物成像，这是光学传递函数怎样？2.证明
（1）如果F{g（x）}=g(ξ),则F{（）}=j2πξG（ξ）
（2）=
3.给定一个4f系统以一个有限延伸的三角波
作为输入，
（1）求频谱面上的谱函数；
（2）把下列滤波函数放在频谱面上，分别求出这些滤波函数的脉冲响应和输出。
4.波长为λ的单色光垂直入射到直径为D的单孔上
在光屏附近z处观察衍射，常把N=D2/4λz称为此时的菲涅尔数。
（1）怎样理解下列数据：当N<1，属夫琅禾费衍射区；N>1，属菲涅尔衍射区；N>>1，属几何光学近似区。
（2）有一带有直径为4mm的直径圆孔的不透明屏，并λ=5000Å的平面波照明。
（3）求沿光轴的光强的极大与极小值的位置；
（4）沿光轴距衍射屏多远处为最后一个光强极小值的位置
5.Strehl比是表征光学成像系统相差的参数
其定义为有相差系统点扩散函数的光强最大值和该系统无像差时的点扩散函数光强最大值之比。
假设这两个最大值都位于光轴上。
证明Strehl比等于有像差系统的光学传递函数的积分的归一化值
有像差
无像差。
信息光学名词解释修改
1.卷积运算的两个效应：（1）展宽效应假如函数只是在一个有限区间内部为零，这个区间可称为函数的宽度。
（2）平滑效应被卷函数经过卷积运算，其细微结构在一定程度上被取消，函数本身的起伏振荡变得平缓圆滑。
2.傅里叶变换的基本性质：线性性质对称性迭次傅里叶变换坐标缩放性平移性体积对应关系复共轭函数的傅里叶变换。
3.系统：很多现象都可抽象为使函数f通过一定的变换，形成函数g的运算过程，这种实现函数变换的运算过程称为系统。
4.叠加性:是指系统中一个输入并不影响系统对其它输入的响应，它是一个系统作为线性系统的必要条件。
5.基元函数的选取必须考虑的两个因素：（1）是否任何输入函数都可以比较方便地分解成这些基元函数的线性组合。
（2）系统的基元函数是否比较方便地求得。
6.常用的两种基元函数：一种是点基元函数，另一种指数基元函数。
7.等晕成像：在一定的视场范围内，轴外像差消得很好，可视为与轴上点的像差一样，既等晕成像。
8.等晕性：对于线性不变系统由于像点的形状不随物点的空间位置而变，所以又把这种特性称为等晕性。
9.对线性平移不变系统可采用两种方法研究：一是在空域通过输入函数与脉冲响应函数的卷积求得输出函数;二是在空间频率域求输入函数与脉冲响应函数两者各自频谱密度的乘积，再对该乘积取逆傅里叶变换求得输出函数。
10.球面波：从点光源发出的光，其波面表现为球面。
11.惠更斯-菲涅耳原理：光场中任一给定曲面上的诸面元可以看做是子波源，如果这些子波源是相干的，则在波继续传播的空间上任一点处的光振动，都可看做是这些子波源各自发出的自波在该点相干叠加的结果。
12.衍射理论所要解决的问题是：光场中人一点Q的复振幅能否用光场中其它各点的复振幅表示出来，例如由孔径平面上的场分布计算孔径后面任一点处的复振幅。
13.衍射屏：把能引起衍射的障碍物统称为衍射屏。
14光传播的线性性质：不仅存在于单色光波在自由空间中的传播，也同样存在于孔径和观察平面之间是非均匀媒质的情况。