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信息光学chap绪论.
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3秒自动关闭窗口推动《信息光学》课程改革,提高学生学习兴趣--《中国光学学会2010年光学大会论文集》2010年
推动《信息光学》课程改革,提高学生学习兴趣
【摘要】：文章针对目前大学《信息光学》教学现状及存在的问题,从教育学的角度出发,对大学《信息光学》教学模式的改革进行了探讨。通过对《信息光学》进行教学改革来提高学生兴趣,从而取得理想的教学效果。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：O438-4;G642【正文快照】：
1引言光学在科学与技术的发展史上占有重要的地位,随着新技术的出现,新的理论也不断发展,形成了许多新的分支学科或边缘学科,信息光学就是近年发展起来的一门新兴学科,它是在全息术、光学传递函数和激光的基础上,从传统的、经典的波动光学中脱颖而出的。随着信息光学在实际应
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信息光学原理 苏显渝,吕乃光,陈家璧著 2
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iframe(src='///ns.html?id=GTM-T947SH', height='0', width='0', style='display: visibility:')3.7试写出平移模糊系统，大气扰动系统的传递函数；解：在照相系统的曝光期间，因线性平移使点变成小线；为平移模糊系统，它的线扩散函数为一矩形函数；L(x)?1xrect()其传递函数为aaH(f；对于大气扰动系统，设目标物为一细线，若没有大气扰；x2；L(x)?exp(?2)2a2πa1；对上式作傅立叶变换，就得到大气扰动系统的传递函数；H(fx)?exp(?
3.7 试写出平移模糊系统，大气扰动系统的传递函数。
解：在照相系统的曝光期间，因线性平移使点变成小线段而造成图像模糊，这种系统称
为平移模糊系统，它的线扩散函数为一矩形函数
L(x)?1xrect()
其传递函数为
aaH(fx)?sin(πafx) πafx
对于大气扰动系统，设目标物为一细线，若没有大气扰动，则理想成像为一条细线。由于大气扰动，使在爆光期间内细线的像作随机晃动，按照概率理论，可以把晃动的线像用高斯函数描述。设晃动摆幅的均方根值为a，细线的线扩散函数为
L(x)?exp(?2) 2a2πa1
对上式作傅立叶变换，就得到大气扰动系统的传递函数
H(fx)?exp(?2π2a2fx)
3.8 有一光楔（即薄楔形棱镜），其折射率为n，顶角α很小，当一束傍轴平行光入射其上时，出射光仍为平行光，只是光束方向向底边偏转了一角度（n-1）α，试根据这一事实，导出光束的位相变换函数t。
解：如图所示，
设入射平行光与Z轴成θ角入射，按傍轴条件，θ角很小，入射到光楔上的光场为 2
U1?Aexp(jkxsinθ)?Aexp(jkxθ)
通过光楔后的出射光场为
?jkxsin?θ??n?1?α???Aexp?jkx?θ??n?1?α?? U2?Aexp
其中 C(n-1)α表示偏转是顺时针方向，即向底边偏转，又根据出射光场，入射光场和光楔变
换函数三者的关系 U2?tU1 有 Aexp?jkx?θ??n?1?α???tAexp(jkxθ)
?jk(n?1)α] 于是有 t?exp[
第四章习题
4.1 若光波的波长宽度为Δ?，频率宽度为Δ?，试证明：Δ?
?。设光波波长为
????.?nm，Δ????????nm，试计算它的频宽Δ?。若把光谱分布看成是矩形线型，那么相干长度lc??
证明：参阅苏显渝，李继陶《信息光学》P349，第4.1题答案。
???2c?1.5?104赫，lc?ctc?c?20?103(m) ??
4.2 设迈克尔逊干涉仪所用的光源为??????.?nm，?2????.?nm的钠双线，每一谱线的宽度为?.??nm。（1）试求光场的复自相干度的模。（2）当移动一臂时，可见到的条纹总数大约为多少？（3）可见度有几个变化周期？每个周期有多少条纹？
答：参阅苏显渝，李继陶《信息光学》P349，第4.2题答案。
假设每一根谱线的线型为矩形，光源的归一化功率谱为
G????^1?????1?????2??rect?rect????? ?2????????????
(1)光场的复相干度为
r(?)??G(?)exp(j2???)d?0?^
1?sinc(???)exp(j2??1?)[1?exp(j2????)]2
式中????2??1，复相干度的模为
r(?)?sinc(???)cos????
由于?????，故第一个因子是?的慢变化非周期函数，第二个因子是?的快变化周期函数。相干时间由第一个因子决定，它的第一个零点出现在?c?的地方，?c为相干时间，?2?2
故相干长度lc?c?c?。 ????????c
（2）可见到的条纹总数N?lc
（3）复相干度的模中第二个因子的变化周期????，故 可见度的变化周期数n?
每个周期内的条纹数?
?c????6????60 ?????0.1N5 n60
4.3假定气体激光器以N个等强度的纵模振荡，其归一化功率谱密度可表示为
g?????nΔ?? Nn???N????
式中，Δ?是纵模间隔，为中心频率并假定N为奇数。（1）证明复自相干度的模为
????sin?N?Δ??? Nsin?Δ??(2)若N??，且0????，画出???与Δ??的关系曲线。
答：参阅《统计光学（基本概念个习题）》P131。
证明（1），复相干度?（?）与归一化功率谱密度即光源的光谱特性间具有下列关系：
??????G(?)e?j2???d? 0?^
将（4.3.1）式带入得到
1?????N??(N?1)2
n??(N?1)20?(???n??)e?j2???d?
1?j2(N?1)j2?n????eeNn??(n?1)1?j2?(n?1)j2????n(n?1)?j2????n??ee??e?1?????Nn?0?n?0?
其中n?0?ej2????n?1?ej2????(N?1)/2? 1?ej2????
n?0?e?j2????n?1?e?j2????(N?1)/2 ?1?e?j2????
?????1exp?(j2?)?ex?pj2????(N?1)/2??ex?p?j2?????N?1?/2??ex?pj2????(N?1)/2?N
?ex?p?j2????(N?1)/2?/?2?expj(2????)?exp?(j2????)??
1?j2?cos2????(N?1)/2?cos2????(N?1)/2e N1?cos2????
1?j2?sin????N=e Nsin????
复相干度的包络则为
（2），当N=3时，
=?????sin????N Nsin????sin3???? 3sin????
其?????曲线如图1所示。
图1 多模激光复相干度包络曲线（N=3）
4.4 在衍射实验中采用一个均匀非相干光源，波长?550nm，紧靠光源之前放置一个直径1mm的小圆孔，若希望对远处直径为1mm的圆孔产生近似相干的照明，求衍射孔径到光源的最小距离。
答：参阅《统计光学（基本概念个习题）》P160。
用做衍射实验的相干度应当用上题中提到的沃尔夫用的阈值，由理想值1下降到0.88为最大容许偏离值，因而相干面积直径与光源半径之间满足下列关系：
z?0.16z ada1?0.5??103?5.68m 0.160.16?550
即光源小孔与衍射小孔之间最小相距5.68m才能在衍射实验中较好地满足相干照明的要求。
4.5 用迈克尔逊测星干涉仪测量距离地面1光年(约10m) 的一颗星的直径.当反射镜M?与16
M?之间距离调到6m时,干涉条纹消失.若平均波长?550nm，求这颗星的直径。 答：φ?Dα?D
?.?.?????? ??????km??.?????km，d?????
包含各类专业文献、专业论文、应用写作文书、生活休闲娱乐、高等教育、各类资格考试、57陈家璧版_光学信息技术原理及应用习题解答(1-2章)等内容。　
　第一章习题 1.1 已知不变线性系统的输入为 g ( x ) = comb( x ) 系统的传递函数Λ? ? f ? 。若 b 取(1) b = 0.5 (2) b = 1.5 ,求系统... 　陈家璧版 光学信息技术原理及应用习题解答(1-2章)_工学_高等教育_教育专区。陈家璧版 光学信息技术原理及应用习题解答(3-4章) ... 　第八章陈家璧版_光学信息技术原理及应用习题解答第八章陈家璧版_光学信息技术原理及应用习题解答隐藏&& 第八章 习 题解答 8.1 利用 4f 系统做阿贝―波特实验... 　关键词:陈家璧版光学信息技术原理 1/2 同系列文档 朝鲜历届领导人资料 朝鲜现状...陈家璧版_光学信息技术原理及应用习题解答(4-7章) 陈家璧版_光学信息技术原... 　光学信息技术原理及应用(第二版)课后答案_工学_高等教育_教育专区。第一章 ...陈家璧版_光学信息技术原... 5页 免费
微型计算机原理及应用技... 78页 ... 　陈​家​璧​版​_​光​学​信​息​技​术​原​理​及​应​用​习​题​解​答习题8.1 利用 4f 系统做阿贝―波特实验... 　陈家璧版_光学信息技术原理及应用 试卷与答案_工学_高等教育_教育专区。陈家璧版_光学信息技术原理及应用 试卷与答案光学信息技术试卷 答案一.问答题(30 分) 1... 　第十一章陈家璧版_光学信息技术原理及应用习题解答第十一章陈家璧版_光学信息技术原理及应用习题解答隐藏&& 第十一章 习题解答 11.1 试证明任意两个相互统计独立... 　第三章陈家璧版_光学信息技术原理及应用习题解答第三章陈家璧版_光学信息技术...ρ ? a ? ? λ d 0 di 2 x 2 + y 2 ,而 1 ρ = ξ 2 +η ...