信息光学基础：傅立叶光学与全息术

"信息光学：1-1常用函数.ppt" 信息光学是光学的一个分支，它结合了传统波动光学和现代通信理论，特别是在20世纪中期全息术、光学传递函数概念以及激光器的出现后逐渐发展起来。这一领域主要研究如何利用光的性质来处理和传输信息。 在信息光学的发展历程中，1948年全息术的诞生是一个重要的里程碑，全息图的出现使得三维图像的记录和再现成为可能。1955年提出的“光学传递函数”是评估光学系统成像质量的关键工具，特别是对于镜头设计和优化具有重要意义。而1960年激光器的发明，则提供了具有高相干性的光源，这对于精确的光学信息处理至关重要。 信息光学的核心理论框架是傅里叶变换，它将图像从空间域转换到频域进行分析。这种转变使得我们可以应用通信理论中的成熟概念，如调制、滤波、匹配、卷积、相关和反馈等，到光学领域，从而创建了信息光学这一新的学科，也称为傅立叶光学。 傅立叶光学改变了光学工程师描述光学图像的方式，不再仅限于光强、振幅或透过率的空间分布，而是深入到了频率域。图像可以被分解为不同空间频率的成分，包括低频部分，如平缓变化的背景和粗略轮廓，以及高频部分，如细节和急剧变化的特征。 学习信息光学，意味着我们需要掌握如何计算衍射场，理解透镜成像的本质，以及如何利用这些原理进行信息的编码、传输和解码。此外，这还包括对光学系统的性能评估，如通过光学传递函数分析，以及利用激光和全息技术实现复杂的光学信息处理任务。 信息光学是连接物理学、数学和通信工程的桥梁，它在光纤通信、光盘存储、光驱技术、空间光学等多个领域都有广泛的应用，对现代信息技术的进步产生了深远影响。