实验四 阿贝成像与空间滤波
班 级: 光电1204
小组成员:张路U201214186
钟浩U201214182
李俊铖U201214183
李阳U201214181
阿贝成像原理是 1873 年由 E.阿贝在显微镜成像中提出来的。 在相干照明下, 被物体衍射的相干光(见光的干涉) ,只有当它被显微镜物镜收集时,才能对成像 有贡献。换句话说,像平面上光场分布和像的分辨率由物镜收集多少衍射光来决 定。
空间滤波是基于阿贝成象原理的一种光学信息处理方法,它用空间频谱的语 言分析物光场的结构信息,通过有意识的改变物频谱的手段来产生所期望的像。
一、实验原理
(一)关于傅里叶变换
设有一个空间二维函数g x,y ,其二维傅里叶变换为:
G fx,fy F g x,y g x,y exp i2 fxx fyy dxdy
式中fx、fy分别为x、y方向的空间频率,g x,y 是Gfx,fy的逆傅里叶变换,即:
g(x,y) F 1G fx,fy G fx,fy expi2 fxx fyy dfxdfy
该式表示:任意一个空间函数g x,y 可表示为无穷多个基元函数expi2 fxx fyy的线性叠加。Gfx,fydfxdfy是相应于空间频率为fx、fy的基元函数的权重,Gfx,fy称为g x,y 的空间频谱。
理论上可以证明,对在焦距为f的会聚透镜的前焦面上放一振幅透过率为g x,y 的图像作为物,并用波长为 的单色平面波垂直照明,则在透镜后焦面 x ,y 上的复振幅分布就是g x,y 的傅里叶变换Gfx,fy,其中空间频率fx、fy与坐标x 、y 的关系为:
x f x f y f y f
故 x ,y 面称为频谱面(或傅氏面),由此可见,复杂的二维傅里叶变换可以用一透镜来实现,称为光学傅里叶变换,频谱面上的光强分布,也就是物的夫琅禾费衍射图。
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