信息光學緒論

1、信息光學,第0章 緒論1 何謂信息光學信息時代的科學基礎：計算機科學與技術、電子科學與技術、光信息科學與技術、信息科學的理論光是信息最重要的載體，人類獲得信息的80%是通過光——視覺光學：物理學的一個分支，（二級學科）信息光學：信息科學重要分支，歸屬電子信息科學（二級學科）光學工程：一級學科,產(chǎn)生于公元前1900年（古埃及法老墓中的銅鏡）形成于公元17世紀（歐幾里德，伽利略，開普勒，笛卡爾，胡克，費馬）1608， 望

2、遠鏡， 荷蘭，李普塞1612， 顯微鏡， 荷蘭，姜森,物理光學：（波動光學與量子光學）（光的本質與運動規(guī)律），產(chǎn)生于17世紀中葉（惠更斯，牛頓，菲涅爾等）大成于20世紀初（麥克斯韋，愛因斯坦，德布羅意，等）,信息光學：源起于1873年的阿貝成像理論，集成與20世紀60年代（光全息，傳遞函數(shù)，激光，信息學）,緒論,信息光學（光信息處理） ：是近60年發(fā)展起來的新興科學，它以光全息術、光學傳遞函數(shù)、和激光為基礎，將波動光學理論與信息科學中

3、的線性系統(tǒng)理論相結合，形成了以傅立葉光學為基礎理論；包括光傳感技術，光調制技術、光傳輸技術、光存儲技術、光顯示技術等光信息處理技術在內的新興科學,,2 信息光學的發(fā)展與現(xiàn)代特征（1）全息術的提出1948年英國科學家蓋伯為提高電子顯微鏡的分辨率提出了全息術。電子顯微鏡分辨率的理論極限為0.4nm,當時的實際分辨率是1.2nm當時晶格分析要求分辨率為0.2nm原因：電子透鏡的相差比光學透鏡大的多,緒論,推論：記錄一張由單色相

4、干光照明的物體的衍射光照片，使其保持物光的振幅與位相信息—光全息圖再用單色光照明該照片，用衍射光再現(xiàn)物體的像—全息再現(xiàn)。1960年激光器發(fā)明后，光全息理論得到實驗證明：（蓋伯獲1971諾貝爾物理學獎）,（2）光學傳遞函數(shù)的建立,40年代初Duffieux首次將傅里葉變換引入光學，為光學傳遞函數(shù)奠定了理論依據(jù)。1946年前后提出了傳遞函數(shù)的概念英、美、法、德、日等國協(xié)作，用光學傳遞函數(shù)評價光學系統(tǒng)像質的實驗研究進行了十多 年，到1

5、955年正式被世界各國所采納,（3）激光的誕生,1960年美國休斯實驗室梅曼發(fā)明了世界上第一臺激光器， 從此產(chǎn)生了強相干光源，也標志著一個新的光學時代的開始。（4）數(shù)學中的傅里葉變換和通信理論中的線性系統(tǒng)分析引入光學，建立了信息光學的方法論。并將光學與通信兩個不同的領域在信息學的范疇內統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了空域與頻域的統(tǒng)一,（5）近代技術發(fā)展,70年代光纖通信80年代光信息讀寫技術——光驅90年代發(fā)展的新型空間光調制器和光傳感器

6、（LCD、CCD、DMD）使光學技術與數(shù)字技術的結合有了飛躍發(fā)展。形成了信息光學的現(xiàn)代特征——光信息處理的數(shù)字化：數(shù)字圖像技術、數(shù)字全息技術,,現(xiàn)代光信息科學與技術：光信息科學技術與數(shù)字信息技術的結合；激光探測技術；光子學與微電子技術3 本課程包含的內容教學大綱信息光學的特點：科學與技術相結合，較強的理論性和實踐性，要求理論聯(lián)系實際，,4 光信息處理的幾個實例（1）投影儀DMD（2）光學全息術：全息圖（3）測風雷

7、達：..\項目資料\測風雷達.ppt（4）海水內波紋影：..\紋影儀\紋影圖.doc,學習參考書,《光學信息技術原理及其應用》陳家壁 蘇顯渝 主編 高等教育出版社 2001《近代光學信息處理》宋菲君 北京大學出版社 2004《傅里葉光學導論》J.W.顧德門，科學出版社，1979《線性系統(tǒng) 傅里葉變換 光學》J.D加斯基爾 人民教育出版社 1983,光學空間調制器DMD的工作原理,光波的探測,對于光波我們能探測哪些物