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10-信息光学8.pdf
#8 Wave-Optics Analysis of
Coherent Optical Systems
(chapter 5)
Image formation: monochromatic
illumination
Uo (ξ,η) Ul Ul’Ui(u,v)
z1 z2
成立的条件?
Object Image
ξ η
∞ ξ η
U (u,v) = h(u,v; , )U ( , )dξdη
i ∫∫ o
?∞
ξ η
∞ ξ η U (ξ,η) U U ’U(u,v)
U (u,v) = h(u,v; , )U ( , )dξdη o l l i
i ∫∫ o
?∞
Object Image
z1 z2
h(u,v;ξ,ηλ) ≈ Kδδ (u ± Mξ,v ± Mη)
ξ ξ
η η
∞
e jkz1 k
U (x, y) = λ ( ? , ? )exp{ j [(x ? )2 + (y ? )2 ]}d d
l ∫∫ ξ
j z1 ?∞ 2z1
input ξ
jkz1 η
e k 2 2 See P60 4.14
= exp{ j [(x ? ) + (y ?η) ]} ξ η
j z1 2z1
k
U (x, y) = U (x, y)P(x, y)exp[? j (x2 + y 2 )]
l l 2 f
ξ ∞
η e jkz2 k
h(u,v; , ) = U (x, y)exp{ j [(u ? x)2 + (v ? y)2 ]}dxdy
∫∫ l
jλz2 ?∞ 2z2
ξ η
λ
1 k k
h(u,v; , ) = exp[ j (u 2 + v2 )]exp[ j ( 2 + 2 )]
2 z z 2z 2z
1 2 2 ξ 1
∞ k 1 1 1 η
× P(x, y)exp[ j ( + ? )(x2 + y)2 ]
∫∫ ξ
?∞ 2 z1 z2 f
u η v
×exp{? jk[( + )x + ( + )y]}dxdy
z1 z2 z1 z2
Three quadratic phase factors we must consider!
The lens law states the following:
1 1 1
In the image plane, + ? = 0
z zξ f
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