时间部分相干照明优化光学信息处理系统噪声

本文主要探讨了时间部分相干性对光学信息处理系统噪声性能的影响，特别是在信噪比方面的表现。作者利用Wolf的部分相干光理论来评估输出信噪比，将输出信噪比视为衡量系统噪声性能的关键指标。文章关注了两个主要的噪声来源：输入平面上的颗粒噪声和傅里叶平面上的相位起伏。 首先，相干光学信息处理系统因其并行处理运算、高数据处理速率和傅里叶变换的能力而受到重视，如相关和卷积运算、相加和相减运算以及逆滤波等。然而，这些系统受限于对实验环境的严格要求和难以避免的相干噪声问题，限制了它们的实际应用和发展。 针对这些问题，本文介绍了一种白光信息处理技术，这种技术结合了相干系统处理复振幅信号的优势和非相干系统抑制相干噪声的能力。Haralick和Lowen的研究表明，通过非相干或部分相干照明，可以有效抑制由光散射引起的噪声起伏，但对物平面上的颗粒噪声则无效。 进一步，刨出和Roth的工作聚焦于色差相干光学系统的噪声分析，他们利用三维传递函数描述系统噪声抑制特性，强调宽谱带光源对于降低系统噪声的重要性，并区分了与信号相关的和无关的两种噪声类型。这些系统的噪声特性接近于非相干成像系统。 本文的核心内容是分析白光信息处理系统（或部分相干光学信息处理系统）的噪声演进，系统结构如图1所示，输出信噪比是衡量系统性能的关键。研究发现，除了输入平面上的颗粒噪声外，通过采用时间部分相干照明，可以显著提升输出信噪比，从而改善系统的整体噪声性能。此外，系统的时间和空间特性在噪声控制中扮演了重要角色。 总结来说，本文深入探讨了如何通过优化时间相干性来优化光学信息处理系统的噪声表现，特别是在处理复振幅信号的同时，有效抑制相干噪声，这对于推进相干光学技术的实际应用具有重要意义。