1102-03信息光学期末A卷答案.docVIP

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学院班级姓名学号

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嘉应学院物理与光信息科技学院2013-2014学年第一学期期末考试试卷

《信息光学》试题(A卷)

（考试形式：闭卷，考试时间：120分钟）

题号

一

二

三

总分

复核人

得分

评卷人

一、填空题（每题3分，共24分）

1.时间频率为；空间频率大小为，分量分别为，，，；

2.平面光波的波动方程为或，发散球面光波的波动方程为，近轴汇聚球面光波的波动方程为；

3.?(x,y)在光学中常用来描述xoy平面上的坐标原点处的点光源其频谱为1

(1)=；

(2)；

(3)；

(4)；

4.若，则有；

；；

5.近场衍射也称为菲涅耳衍射，输出光场U(x,y)与输入光场U0(x0,y0)之间的关系用卷积形式表示为，引入傅里叶变换，它们之间的关系(完全表达式)；

6.在研究衍射受限系统成像时，不同光照具有不同的特性。用“非相干光”照明时，该系统对光场的光强而言是线性空不系统，其输出(像)与输入(物)的关系在空域可以表示为，在频域可用光学传递函数(符号：)来描述像频谱与物频谱间的关系，表达式为；

7.光学全息图在拍摄时利用的是光的干涉原理，即是利用物光与参考光的干涉条纹来记录物光波的相位，再现时利用的是光的衍射原理，即是全息图在照明光照射下，再现物光波的相位，即得拍摄物的三维立体像。

8.全息图的类型，按参考光与物光主光线是否同轴可分为同轴和离轴；按复振幅透过率可分为相位型和振幅型；按重现光源可分为白光再现和激光再现。

二、简述题（每题7分，共28分）

1.利用透镜的傅里叶变换性质，将物(透明片)放在透镜的前焦平面，用平面单色光波(单位振幅)垂直照射，在其后焦面上，即可得物的傅里叶频谱………2分

实验装置(如图)…2分

分析：设物的透过率为t(x0,y0)，在振幅为1的平面单色光垂直照明下，物后光场为

1分

透镜后焦平面上的光场为：

2分

2.从传递频率(空间频率)特性来看

(1)非相干衍射系统的OTF的截止频率是相干系统CTF截止频率的两倍；3分

(2)在相干衍射系统中低于截止频率的光信息全部可以通过系统在像平面成像，在非相干衍射系统中低于截止频率的光信息(除零频外)只有一部分可以通过系统在像平面成像。4分

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…密……………封……………线……………密……………封……………线…

菲涅耳全息图为什么不可以用白光再现？

(白光作为再现光源，通常光源线度较宽，如果光源线度展宽会引起像的线度展宽形成线模糊。同时白光含有所有波长，从而会引起像的色模糊，因此菲涅耳全息图不能用白光再现。)

(1)菲涅耳全息图记录的是物体菲涅耳衍射光场与参考光的干涉；2分

(2)菲涅耳全息图再现时，其再现像的位置与波长有关；2分

(3)当用白光再现时，白光含有所有波长,不同波长的光再现的像位置稍有错开，彼此重叠出现色模糊。3分

4.如图所示，印刷电路是一些水平和垂直的线条（分布在x、y轴附近），其间有少量疵点（分布无规则、线度小，其频谱较宽）。如何用光学方法将这些疵点找出来？(要求：(1)画出空间滤波器示意图，(2)实验装置图，(3)简述实验原理)

(2)实验装置图2分

(2)实验装置图2分

2分

2分

(1)滤波器示意图

(3)实验原理：3分

将电路板置于物面，其中横线、竖线的频谱将位于谱面的横、竖轴上，将滤波器置于谱面上，即可将其滤去，在像面上即可出现疵点的像。

三、分析、计算题（每小题12分，共48分）

1.解：(1)＝(缩放定理)2分

＝(卷积定理)2分

(2)＝(comb函数定义)1分

＝(卷积－线性特性)1分

＝(卷积－线性特性)1分

＝1