第4章光的衍射2(分辩本领 X射线 应用).ppt

阵列宽31m，有1792个辐射单元。 能探测到5500公里范围内的10m2大小的物体。 用于有哪些信誉好的足球投注网站洲际导弹和跟踪人造卫星。 设在美国鳕角（Cape cod）的相控阵雷达照片 二.全息照相 D.Gabor 1948年提出 激光出现后很快发展 1971年获诺贝尔物理学奖 1.特点 普通照相 全息照相 记录内容 振幅频率 振幅频率相位(全部信息) 理论 几何光学 波动光学(相干光源) 再现图像 平面 立体 演示： 全息照像 2. 拍摄 激光器 物光 参考光 底片 参考光在底片上各点振幅相同 相位也相同 物光则不同 产生环状干涉条纹 干涉极大处为暗环 制成正片后为亮环 全息照片为无数套环状条纹的叠加 r0 r0+2? r0+3? 分析一个点的物光 r0+? 激光器 物光 参考光 底片 0级 1级 -1级 3.再现 用原波长的参考光照射 0级 1级 -1级 大于一级的光强很弱 可不考虑 衍射光在原来的物点产生相长干涉得到原物的实像 左方得到虚像 双光束干涉--正弦光栅 再现立体图像 再现立体图像 再现立体图像 白光全息 信息编码和译码 全息电影 无损检测 激光器 物光 参考光 底片 4.应用 如一张玻璃片 信息贮存 106 - 109 bit/ mm2 三.光信息处理 信息光学也称为变换光学或付里叶光学 基本概念起源于上世纪后期，20世纪60年 代激光问世后 迅速发展为一门新的学科 空域付里叶变换（付里叶光学基础）： 把一个空间周期的函数用一系列正弦基元展开 时域付里叶变换：把一个时间周期函数用一系列正弦基元展开 如一波列可分解为无穷单一频率的平面波 1.基本物理量 与时域付里叶变换对比 如波动： 时域 空域 空间周期 时间周期 时间频率 空间频率 时间角频率 空间角频率 物面 空间频谱分析系统 空间频谱 频谱处理系统 处理后的物像 2.基本思想 用频谱的语言分析物面的信息 用改变频谱的手段来处理信息 3.基本装置 典型装置： 物面 空间频谱分析系统 空间频谱 频谱处理系统 处理后的物像 ? ? ? f F 物面 L A 频谱面 ??1 ?+1 L f f 编码 解码 阿贝从波动光学角度 对透镜成像做了新解释 4.阿贝（E. Abbe）成像原理 ? +1 ?1 0 ? ? ? f F 发子波 物面 L A A? 像平面 相干叠加成像 频谱面 ??1 ?+1 入射光经物平面发生夫琅禾费衍射 在L的焦平面上形成一系列的衍射斑纹 此即物的空间频谱 第一步： 各衍射斑纹发出的子波在像平面上相干 第二步： 叠加形成物的像 成像过程可分解为两步： ? +1 ?1 0 ? ? ? f F 发子波 物面 L A A? 像平面 相干叠加成像 频谱面 ??1 ?+1 对夫琅禾费衍射的新认识： 数学上---付里叶变换 空域中的付里叶变换 --- 以正弦为基元 付里叶频谱分析器 ---理想的夫琅禾费衍射装置中的透镜 对空间周期函数（例如光栅）做了一个付里叶变换 且把频谱显示在透镜的焦平面上 一定空间频率的信息被一束特定方向的衍射波输送出来。 光学计算术 一个透镜就是一个光学模拟计算机 光学模拟计算机的优点： 1）能直接处理连续函数 不需要抽样离散化… 2）能直接处理二元函数 f (x , y) 3）是并行输入 光束交叉可独立传播 4）速度快 不受 RC 时间常数限制 5）装置简单 价格低 光学模拟计算机的不足： 1）直接处理数据信号很困难 2）易受干扰 3）只能进行付氏变换运算 作其它运算困难 光学专家和计算机专家们正在探索光学计算 机由模拟化走向数字化 利用光学双稳态元件 （如一些电光晶体器件） 可以在电信号的控制下 达到透光和不透光 即实现（0，1）状态 从而可实现数字化 光开关的速度 10亿次/秒 运算速度 100万次/秒 不久达到 几亿次/秒 1990.1.29 贝尔实验室 数字光处理器： 1993年 1cm2 GaAs衬底上集成了一百多个 电泵浦微型激光器 光计算机要求光子元件小型化、集成化 ——集成光路 光子技术是本世纪初国际技术竞争的焦点之一。 美国防部将此列为22项关键技术