8. 引入角谱的概念的物理意义：有助于进一步理解复振幅分解 (1)单色光波场中某一平面上的场分布可看作不同方向传播的单色平面波的叠加; (2)在叠加时各平面波成分有自己的振幅和常量相位，它们的值分别取决于角谱的模和幅角 9. 基尔霍夫衍射理论 10. 角谱理论 11. 透镜主要功能包括：成像和傅里叶变换 12. 利用透镜实现夫琅和费衍射，可以在透镜的焦平面上得到入射场的空间频谱，即实现傅 里叶变换的运算。 透镜为什么具有这种功能呢？*** 根本原因在于它具有能对入射波前 施加位相调制的功能，或者说是透镜的二次位相因子在起作用。 13. 在单色平面波照明下，无论物体位于透镜前方、后方还是紧靠透镜，在透镜的后焦面上 都可以得到物体的功率谱；对于这样的照明方式，透镜后焦面常称为傅里叶变换平面或 （空间）频谱面 14. 透镜孔径的影响： （1）有限大小的透镜孔径可能会造成物体频谱的失真，原因就在于透镜实际上是一个低通 滤波器：低频成分可以通过，稍高频率成分可以部分通过，高频部分则完全被滤除。 （2）因此由于透镜有限孔径的影响，后焦面上不能得到准确的物体频谱，给傅里叶变换结 果带来误差，频率越高，误差越大。我们把这种现象称为渐晕效应。 （3）采用尽可能大的透镜孔径，或物体尽可能靠近透镜，可以减小渐晕的影响。 15. 任意的成像系统都可以分成三个部分，即从物面到入瞳的第一部分，从入瞳到出瞳的第 二部分和从出瞳到像面的第三部分
30. 1）抽样：得到物体或波面再离散点上的值 2）计算：计算物光波在全息平面上的光场分布 3）编码：把全息平面上段沟振幅分布编码成全息图的透过率函数 4 ）成图：在计算机控制下，将全息图的透过率函数在成图设备上成图，如果分辨率 不够，在经光学缩版得到实用全息图 5）再现：与光学全息再现一样 31. 计算全息的两个必要条件： （1）物函数经过抽样，其抽样间隔应满足抽样定理，以避免 频率混叠现象。 （2）计算全息的再现应选择适当的空间滤波器，才能恢复出所需物光波 前。 32. 信息量的概念： （1）信息量与物体的空间尺寸有关； （2） 信息量与物体的频率成分有关； （3）用空间带宽乘积来表征信息量的大小。即： 信息量 频率宽度 空间宽度 33. 信号的调制与解调。调制：采用一定手段将一连续信号经抽样离散后按某一规则进行数 值化编码的过程,称为调制。调制的目的：便于存储、便于记忆、便于计算、便于传输。 解调：从调制信号中提取原被调制信号的过程。 34. 常用调制方法： （1） 调幅 Pulse Amplitude Modulation； （2） 调宽 Pulse Width Modulation； （3）调频（位置调制）Pulse Position Modulation。 35. 计算全息的几种物理解释： （1）光谱学家的解释 光栅是一种重要的色散元件，由于光栅制造误差，它会出现假线（鬼线） ，鬼线是不完善光 栅所产生的。在计算全息中，要解决的问题正好与上述相反，这种不完善光栅引起的鬼线 叫做像点。因此光谱学家认为，计算全息只不过是产生预期鬼线的光栅。 （2）物理学家的解释 从物理学家的角度看，计算全息实现一种复数波面变换。一张计算全息图就是一个复 数波面变换器，可以使一个平面波前变换成其振幅和相位都受到调制的复数波前。在计算 全息中，采用迂回相位等编码方法，实现了波面的变换。计算全息技术为复杂的波面变换 提供了一种手段。 （3）天线工程师的解释 天线工程师将计算全息图看成是一种天线阵列。一个口径很大的天线往往不容易随意 改变接收或发射波阵面的方向。而由小天线构成的天线阵列则比较容易控制波阵面的方向。 当其中的一些小天线发射的子波的相位延迟或提前时，则合成天线的波阵面发生变化。计 算全息图上的抽样单元，如同天线阵列上的小天线 （4）通讯工程师的解释 通讯工程师是应用通讯中的调制理论来解释计算全息图的。通讯中对时间信号波形进 行调制，计算全息中对空间信号（光波复振幅的二维分布）进行调制，从数学上看，两者 并无本质的差别。 36. 光信息存储的优点：光学存储密度高；复制材料便宜；工艺简单；信息存储价位低。 37. 二维光存储
（1）
（2） （3） 19. 波前记录的方法——干涉法 通过已知参考光与物光波在探测区域进行干涉,使原物光波的位相信息转换成干涉场 的光强变化信息，从而可用探测器或记录介质探测或记录下来。干涉的充要条件：参考光 与物光波的①波长相同； ②有固定的初始位相； ③振动方向相同。干涉的必要条件：参 考光与物光波①必须相遇； ②振幅要相近。 20. 波前的再现方法——相干光波的衍射 21. 几种常用的全息图： 22. 例题：在傅里叶变换全息图中透镜焦距为 100mm，如果要用λ=0.6um 的激光正确记录 一个 6012 大小的物体的傅里叶全息图，1）点参考光源应如何放置？2）此时要求纪录 的分辨率为多少？3）如果用 600 线/mm 的全息干板能否准确记录？ 23. 解：由于物体的长宽不一样，因此点光源放置有两种情况：一种是放置在 y 方向；一种 是放置在 x 方向。 3 b 12 18mm 24. 1）当点光源放置在 y 方向。 2 3 25. 当点光源放置在 x 方向。 b 60 90mm 2 26. 27. 28. 29. 计算全息的制作与再现步骤：
16. 对于实际的透镜组，边端性质差别很大，但总可以分为两类：衍射受限系统和有像差系 统。衍射受限系统是指系统可以不考虑像差的影响，仅仅考虑光瞳产生的衍射限制。它 的边端性质是：物面上任一点光源发出的发散球面波投射到入瞳上，被透镜组变换为出 瞳上的会聚球面波。 有像差系统的边端性质是：物面上任一点光源发出的发散球面波 投射到入瞳上，通过透镜组后，出瞳处的波前明显偏离理想球面波。 17. 18. 光波传播分析方法
g x

G f e

Hale Waihona Puke j 2 fxdf
5. 系统输入和输出满足上述叠加积分关系，该系统必然是线性系统
g x, y

f , h x, y; , d d
F ag x, y bh x, y aG f x , f y bH f x , f y
1. 十个常用函数 2. 卷积的定义及卷积运算的两个效应：展宽、平滑化 3. 函数的卷积性质： （1）任意函数与 函数的卷积是其本身；
f ( x , y ) * ( x , y ) f ( x, y )
（2）任意函数与发生某一平移的 函数的卷积，则是该函数平移到脉冲函数所在的空 间位置。 f ( x, y ) * ( x x0 , y y0 ) f ( x x0 , y y0 ) 4. 傅里叶变换定义
38. 超衍射极限技术 39. 近场光学存储
6. 傅里叶变换定理: 线性定理 相似性定理
F g ax, by
1 fx f y G , ab a b
傅里叶积分定理
FF -1 g x, y F -1 F g x, y g x, y
7. xy 平面上复振幅分布的角谱: