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信息光学许吉xuji@njupt.edu.cn光电工程学院1衍射受限成像系统的卷积积分重新定义点扩散函数：物通过衍射受限系统后的像分布是理想像和出瞳所确定的点扩散函数的卷积对于更普遍的情形，衍射受限成像系统仍可看成线性空不变系统2回顾点扩散函数与光瞳函数的关系对于经过坐标变换的点扩散函数：点扩散函数是光瞳函数的傅里叶变换空不变系统，可用原点处的脉冲响应表示成像系统的特性：3回顾衍射受限系统的相干传递函数（CTF）CoherentTransferFunctionofDiffraction-LimitedSystem成像特性在空域中的描述：成像特性在频域中的描述：CTF相干传递函数等于光瞳函数，仅在空域坐标和频域坐标之间存在着一定的坐标缩放关系4理想像和光瞳所确定的点扩散函数的卷积回顾衍射受限非相干成像系统的传递函数本节目的：确定在非相干照明下，某一给定的物强度分布通过衍射受限系统后，在像平面上形成的像强度分布。A,B两点光振动相干,则引起的以A’,B’为中心的两个分布也相干。应将其干涉图样求出后,再作模方求强度。A.B两点在像面上某点引起的复振幅没有确定的位相关系。观察到的强度是多个像点强度的叠加，即非相干叠加。光学成像系统的传递函数5非相干成像系统的光学传递函数（OTF）非相干成像系统是光强度的线性空不变系统非相干照明下物像关系（空域）:像强度分布常数物强度分布（几何像）强度脉冲响应也称为非相干脉冲响应、强度点扩散函数，是点物产生的衍射斑的强度分布OpticalTransferFunction光学成像系统的传递函数6强度脉冲响应相干成像系统是光场复振幅的线性空不变系统非相干成像系统是光强度的线性空不变系统光学成像系统的传递函数7非相干成像系统的光学传递函数（OTF）强度线性空不变系统频域物像关系非相干成像系统是强度变换的线性空不变系统物像关系满足卷积积分：Ii(xi,yi)=Ig(xi,yi)*hI(xi,yi)理想像(输入)强度频谱实际像(输出)强度频谱传递函数光学成像系统的传递函数8物像强度与传递函数的归一化频谱决定像的清晰与否的，主要不是包括零频分量在内的总光强有多大，而是携带信息的那部分光强相对于零频分量的比值光学成像系统的传递函数9强度线性空不变系统频域物像关系非相干成像系统的光学传递函数（OTF）光强点扩展函数的归一化频谱为光学传递函数，描述非相干成像系统在频域的效应调制传递函数（MTF）相位传递函数（PTF）描述系统对各频率分量对比度的传递特性描述系统对各频率分量施加的相移OTF是比CTF用得更为广泛的函数,描述非相干成像系统在频域的效应，已成为光学仪器业评价镜头质量的重要手段光学成像系统的传递函数10OTF与CTF的关系光学传递函数 与相干传递函数 分别描述同一系统采用非相干和相干照明时的传递函数，都决定于系统本身的物理性质，相互有联系利用自相关定理和帕色伐定理得到：对同一系统，光学传递函数等于相干传递函数的自相关归一化函数光学成像系统的传递函数11衍射受限系统的OTF相干照明的衍射受限系统：非相干照明衍射受限的OTF：令：衍射受限系统的OTF是光瞳函数的自相关归一化函数光学成像系统的传递函数12光瞳函数的值仅为0或1光学传递函数的几何解释光瞳的总面积经过平移的光瞳与原光瞳的重叠面积中心位于即：求衍射受限系统的OTF是计算归一化重叠面积光学成像系统的传递函数13光学成像系统的传递函数14光学传递函数的几何解释求光瞳为边长l正方形的衍射受限非相干成像系统的光学传递函数光学成像系统的传递函数15例一：方形光瞳衍射受限OTF的计算方形光瞳函数可表为:例一：方形光瞳衍射受限OTF的计算光瞳总面积:在方向分别平移后的重叠面积:求衍射受限系统的OTF是计算归一化重叠面积光学传递函数（OTF）:光学成像系统的传递函数16求出瞳直径为D的圆形光瞳衍射受限系统的光学传递函数光学成像系统的传递函数17例二：圆形光瞳衍射受限OTF的计算例二：圆形光瞳衍射受限OTF的计算求衍射受限系统的OTF是计算归一化重叠面积在沿轴方向移动后，交叠面积为:极坐标中圆形光瞳的光学传递函数（OTF）:光学成像系统的传递函数1819作业3.220第五章光学全息21考虑一个问题:实物搬走了像还能存在吗？实时性三维立体性可分割性平面镜成像光学全息22记录光波的强度（振幅），将空间物体成像在平面上。丢失了光波的相位，因而失去了物体的三维信息。二维平面不可分割普通照相光学全息23光学全息基本思想与原理概述光波是电磁波，随时间振动，并在空间传播。光波照射物体时，其振幅和位相被空间调制。物光波的振幅给出物体的亮度（强度）信息，相位给出物体的方位（深度和位置）信息。现有的感光材料及光电成像器件均是强度敏感记录介质和器件。通常的照相摄影，采用的是感光胶片或CCD，记录的