信息光学试卷(A附参考答案)

系 班 姓 名 座 号

…………………密……………封……………线……………密……………封……………线…………………

第 二

页

4. 在体积全息中，反射体积全息可以用白光再现，透射体积全息却不能。试解释之。 解：(1)在体积全息中，再现光照射到全息图上，再现像必须满足布拉格条件，即

0sin 2λθ=Λn ，式中n 是银盐干板的折射率，Λ是全息图中干涉条纹的间距，λ0为

再现光的波长，θ角为再现干涉条纹的夹角。2分 (2)由布拉格条件可得：00

=+

λλθθd d ctg

(2分)对反射体积全息而言，θ较大，ctg θ是个小量，波长λ对布拉格条件的影响较大，即对波长具有选择性，在一定角度内，只有较窄波带的光波满足此条件。故可以用白光再现；

(2分)对透射体积全息而言，θ较小，ctg θ是个大量，角度θ对布拉格条件的影响较大，即对角度具有选择性，在一小角度内，较宽波带的光波都满足此条件。白光再现时会出现色模糊，故不能用白光再现。

5. 如图所示，航空摄影得到的照片往往留有接缝。如何用光学方法消除接缝？(要求：(1)

画出空间滤波器示意图，(2)实验装置图，(3)简述实验原理)

(1) 可以使用方向带阻(如右图)滤波器，也可以使用方向带通(如左图)滤波器，将其消除；……………………………………………………………..2分(只要答中其一) (2) 实验装置如下图，可采用4f(3透镜)系统。……………….2分

(3) 将待处理照片放在物面上，滤波器放在谱面上，由于“接缝”的频谱分布在谱面的水平方向上，滤波器可以将其滤去。…………………..………2分

三、分析、计算题（计：40分）

1. (10分)如何写出两个相干光波叠加时形成的干涉条纹方程？(要求：写出步骤)分析如图所示两相干平面光波叠加后的干涉条纹(要求：分析并写出条纹方程)。

在z-x 平面上两等相位面都是直线,故干涉条纹方程应为

N x x R o πθθλ

π

2]sin sin [2=+

将上式化简可得 R

O N x θθλ

sin sin +=

则相邻两条纹的间隔为 R

O N N x x x θθλ

sin sin 1+=

-=∆+

干涉条纹是一簇平行于z 轴的等间距直线。

2.（8 分） 有一波长为m μλ6328.0=的平面波，其传播方向与x-轴成600，z-轴成300，y-轴成β角。试写出过)2,1,1(A (坐标以毫米为单位)点的等相位面的方程式。 解：先求β角

)23()21(130cos 60cos 1cos cos 1cos 220202222=--=--=--=γαβ

则 0cos =β

90=β 3分 求空间频率

166

1058.110

6328.011

--⨯=⨯=

m λ

在求空间率的三个分量 1661079.05.01058.1cos 1

-⨯=⨯⨯==

m f x αλ

001058.1cos 1

6=⨯⨯==βλ

y f

16610386.1866.01058.1cos 1

-⨯=⨯⨯==

m f z γλ

x O

θ0( θR ( R

fy

fx

解：(4分)写出两相干光波干涉条纹方程的方法：

1) 建立空间坐标系；

2) 写出空间某点(x,y,z)两光束的相位方程式； 3) 令两者的差为2π的整数倍，整理后即得。

(6分)选择x 轴上任一点A(x,0),过该点的干涉条纹方程

为