信息光学理论与应用第四版答案第一章

信息光学理论与应用第四版答案第一章牛顿在人类科学史上的贡献是多方面的,他的成就涉及力学、光学、数学、热学、哲学、神学等。他最主要的贡献是在力学上提出了三大运动定律和万有引力定律;在光学研究上,提出了光是由七色光组成的观点,发现并解释了“牛顿环”的干涉现象,制造出反射望远镜,同时,还继承和发展了“光的微粒学说”;在数学方面,他发现并运用微积分运算方法和无限级数理论等。他的代表著作有《自然哲学的数学原理》、《光学》等。下面,我们主要来看看牛顿在光学史上的研究,其伟大成就主要体现在三方面:

(1)白光是由各种不同颜色的光组成的。

牛顿曾经致力于光的本质和颜色现象的研究。1666年,他用三棱镜研究日光,通过实验提出以下光学观点:

①白光是由不同颜色即不同波长的光混合而成的,光的波长不同,其折射率也会不同。

②在可见光谱中,红光波长最长,因而折射率最小;紫光波长最短,则折射率最大。

牛顿在光学史上的这一重要发现,揭示了光色的秘密,奠定了光谱分析的基础。

(2)第一架反射望远镜样机和牛顿环。

牛顿喜欢自己动手制造出各种试验设备并进行实验。公元1668年,他制成了世界上第一架反射望远镜样机。公元1671年,牛顿把通过改进后的反射望远镜献给了皇家学会,由此名声大振,当选为英国皇家学会会员。反射望远镜的发明为现代大型光学天文望远镜奠定了基础。另外,“牛顿环”的发明是牛顿在光

学中的另一成就。三棱镜用来研究日光

(3)光的微粒说的继承和发展。

牛顿创立和发展了笛卡儿的微粒学说。他认为,光是由微粒形成的,且以最快的速度沿直线传播。光的微粒学说与稍后的光的波动说一起构成了光的两大基本理论。迈克耳孙-麦克斯韦-是19世纪伟大的英国物理学家、数学家.麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究.尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果

信息光学理论与应用第四版答案第一章

信息光学理论与应用第四版答案第一章牛顿在人类科学史上的贡献是多方面的,他的成就涉及力学、光学、数学、热学、哲学、神学等。他最主要的贡献是在力学上提出了三大运动定律和万有引力定律;在光学研究上,提出了光是由七色光组成的观点,发现并解释了“牛顿环”的干涉现象,制造出反射望远镜,同时,还继承和发展了“光的微粒学说”;在数学方面,他发现并运用微积分运算方法和无限级数理论等。他的代表著作有《自然哲学的数学原理》、《光学》等。下面,我们主要来看看牛顿在光学史上的研究,其伟大成就主要体现在三方面: (1)白光是由各种不同颜色的光组成的。 牛顿曾经致力于光的本质和颜色现象的研究。1666年,他用三棱镜研究日光,通过实验提出以下光学观点: ①白光是由不同颜色即不同波长的光混合而成的,光的波长不同,其折射率也会不同。 ②在可见光谱中,红光波长最长,因而折射率最小;紫光波长最短,则折射率最大。 牛顿在光学史上的这一重要发现,揭示了光色的秘密,奠定了光谱分析的基础。 (2)第一架反射望远镜样机和牛顿环。 牛顿喜欢自己动手制造出各种试验设备并进行实验。公元1668年,他制成了世界上第一架反射望远镜样机。公元1671年,牛顿把通过改进后的反射望远镜献给了皇家学会,由此名声大振,当选为英国皇家学会会员。反射望远镜的发明为现代大型光学天文望远镜奠定了基础。另外,“牛顿环”的发明是牛顿在光

学中的另一成就。三棱镜用来研究日光 (3)光的微粒说的继承和发展。 牛顿创立和发展了笛卡儿的微粒学说。他认为,光是由微粒形成的,且以最快的速度沿直线传播。光的微粒学说与稍后的光的波动说一起构成了光的两大基本理论。迈克耳孙-麦克斯韦-是19世纪伟大的英国物理学家、数学家.麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究.尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果

信息光学习题答案及解析

信息光学习题答案 第一章 线性系统分析 1.1 简要说明以下系统是否有线性和平移不变性. (1)()();x f dx d x g = (2)()();?=dx x f x g (3)()();x f x g = (4)()()()[];2 ? ∞ ∞ --= αααd x h f x g (5) ()()απξααd j f ?∞ ∞ --2exp 解:(1)线性、平移不变; (2)线性、平移不变; (3)非线性、平移不变; (4)线性、平移不变; (5)线性、非平移不变。 1.2 证明)()ex p()(2x comb x j x comb x comb +=?? ? ??π 证明:左边=∑∑∑∞ -∞ =∞-∞=∞-∞=-=??? ???-=??? ??-=??? ??n n n n x n x n x x comb )2(2)2(2122δδδ ∑∑∑∑∑∑∞ -∞ =∞ -∞ =∞ -∞=∞ -∞=∞ -∞ =∞ -∞ =--+-= -+-=-+-= +=n n n n n n n n x n x n x jn n x n x x j n x x j x comb x comb ) () 1()() ()exp()() ()exp()()exp()()(δδδπδδπδπ右边 当n 为奇数时,右边=0,当n 为偶数时,右边=∑∞ -∞ =-n n x )2(2δ 所以当n 为偶数时,左右两边相等。 1.3 证明)()(sin x comb x =ππδ 证明:根据复合函数形式的δ函数公式 0)(,) () ()]([1 ≠''-=∑ =i n i i i x h x h x x x h δδ 式中i x 是h(x)=0的根,)(i x h '表示)(x h 在i x x =处的导数。于是 )() ()(sin x comb n x x n =-=∑∞ -∞ =π δπ ππδ

信息光学试卷习题一答案

1. 若对函数()()ax c a x h sin =进行抽样,其允许的最大抽样间隔为 a X a 11≤或 ( (){},,x x x F h x rect a a a x B X a B ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭≤=≤1 11 222) 2.一列波长为λ,振幅为A 的平面波,波矢量与x 轴夹角为α,与y 轴夹角为 β,与z 轴夹角为γ,则该列波在d z =平面上的复振幅表达式为 ()()()[]βαγcos cos ex p cos ex p ,y x jk jkd A y x U += 3、透镜对光波的相位变换作用是由透镜本身的性质决定的。在不考虑透镜的有限孔径效应时,焦距为f 的薄凸透镜的相位变换因子为 ( )⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡+-2 2 2exp y x f jk 4.对于带限函数g(x,y),按照抽样定理,函数g 的空间带宽积为 16L X L Y B X B Y 5. 就全息图的本质而言,散射物体的平面全息图,记录过程是 与 的干涉过程,记录在全息记录介质上的是 。 再现过程是在再现光照明情况下光的 过程。若再现光刚好是记录时的参考光,其再现像有 。(再现像的个数与特点) 物光 参考光 干涉条纹 衍射 两个像,一个是+1级衍射光所成的原始像,另一个是-1级衍射光所成的共轭像,分别在零级两侧。 6.写出菲涅尔近似条件下,像光场(衍射光场)()U x y d ,,与物光场(初始光场) ()U x y 000,,0间的关系式,并简述如何在频域中求解菲涅尔衍射积分? 菲涅耳近似条件下,衍射光场()U x y d ,,与初始物光场()U x y 000,,0间的关系为 ()()()()()220000000exp ,,,,0exp 2jkd jk U x y d U x y x x y y dx dy j d d λ+∞-∞ ⎧⎫⎡⎤=-+-⎨⎬⎣⎦⎩⎭⎰⎰

信息光学理论与应用

信息光学理论与应用 信息光学是光学与信息技术相结合的学科,通过研究光的特性和光 的信息传递方式,实现对信息的存储、传输、处理和显示等功能。信 息光学既可以研究光在信息领域的应用,也可以研究信息技术在光学 中的应用。本文将从信息光学的基本原理、应用领域以及前景展望等 方面进行探讨。 一、信息光学的基本原理 信息光学的基本原理可以概括为光的信息编码、传输和解码。在信 息光学中,光是作为一种信息的载体,用来传递各种信息,比如图像、声音等。其核心原理是利用光的干涉、衍射、吸收等特性进行信息处理。信息光学采用的关键技术包括光学透镜、光纤通信、光学存储器等。 光学透镜是信息光学中的重要组成部分,它可以对光进行聚焦和解 聚焦。利用透镜的特性,可以将物体的信息转换为光信号,再通过光 纤等方式进行传输。同时,光纤通信技术也是信息光学中的关键技术 之一,它通过光纤将光信号传输到目标地点,实现远程通信。 光学存储器是信息光学中的另一个重要技术,它能够将信息以光的 形式进行存储和读取。光学存储器的原理是利用高密度的激光束进行 信息的写入和读取,相比传统的存储介质,如硬盘和光盘,光学存储 器具有存储密度高、读写速度快的优势。 二、信息光学的应用领域

信息光学在许多领域都有广泛的应用,下面我们将介绍其中几个主要的应用领域。 1. 光通信 光通信是信息光学中最重要的应用之一。借助光的高速传输和大带宽特性,光通信可以实现高速、长距离的信息传输。光纤通信作为光通信的核心技术,已经成为现代通信领域必不可少的一部分。 2. 光计算 光计算是一种利用光的性质进行信息处理的方法。相比传统的电子计算机,光计算具有处理速度快、能耗低等优势。光计算的发展前景广阔,将在人工智能、大数据处理等领域发挥巨大的作用。 3. 光储存 光储存是信息光学中的另一个重要应用领域,其核心是利用激光和光学存储介质进行信息的存储和读取。光储存技术具有存储密度高、耐久性好等优势,在数字媒体、数据中心等领域得到广泛应用。 4. 光学成像 光学成像是信息光学中的重要应用之一,通过利用光学透镜和光传感器等设备,可以将物体的图像转换成光信号,并进行显示和处理。光学成像广泛应用于摄影、医学影像等领域。 三、信息光学的前景展望

浙江大学大学物理答案

浙江大学大学物理答案 【篇一:11-12-2大学物理乙期末试题b】 《大学物理乙(上)》课程期末考试试卷 (b) 开课分院:基础部,考试形式:闭卷,允许带非存储计算器入场考试日期:2012年月日,考试所需时间: 120 分钟 考生姓名学号考生所在分院:专业班级: . 一、填空题(每空2分,共50分): 1、一个0.1kg的质点做简谐振动,运动方程为x(t)?0.2cos3t m,则该质点的最大加速度amax,质点受到的合力随时间变化的方程 f(t。 2、一质点作简谐振动,振幅为a,初始时具有振动能量2.4j。当质点运动到a/2处时,质点的总能量为 j,其中动能为j。 3、在宁静的池水边,你用手指以2hz的频率轻叩池面,在池面上荡起水波,波速为2m/s,则这些波的波长为 m。 4、两列波在空间相遇时能够产生干涉现象的三个条件为:,振动方向相同,初相位差恒定。 5、如图所示,在均匀介质中,相干波源a和b相距3m,它们所发出的简谐波在ab连线上的振幅均为0.4m, 波长均为2m,且a为波峰时b恰好为波谷,那么ab连线中点的振幅为 m,在ba延长线上,a点外侧任一点的振幅为m。 6、已知空气中的声速340m/s,一辆汽车以40m/s的速度驶近一静止的观察者,汽车喇叭的固有频率为555hz,则观察者听到喇叭的音调会更________(填“高”或“低”),其频率为____________ hz。(请保留三位有效数字)...... 7、已知800k时某气体分子的方均根速率为500m/s,当该气体降温至200k时,其方均根速率为__________m/s。 8、体积为2?10?3m3的理想气体,气体分子总数为5.4?1022个,其温度为362k,则气体的压强为_________________pa。 9、麦克斯韦速率分布曲线下的面积恒等于_________。 10、一定量氢气在500k的温度下,分子的平均平动动能为 ______________________j,分子的平均转动动能为 ________________________j。 11、仍然是在500k的温度下,封闭容器内有0.1mol氢气,维持温度不变(等温过程)缓慢推动容器的活塞使得体积增大了一倍,则

信息光学理论与应用课程设计

信息光学理论与应用课程设计 概述 信息光学是指将信息处理与光学技术有机地结合起来,解决信息处理中所遇到的问题。信息光学理论与应用课程设计,是针对光学理论与信息处理技术的课程,其主要内容包括激光原理、非线性光学、光通信、图像处理、光学传感、全息术、光学计算等。实验方面,课程重点将包括射频光学、光波导等领域,鼓励学生实践探究,通过课程设计来提升学生的实践能力和创新能力,为未来开展相关领域的科研工作做出准备。 目标 •掌握信息光学的基本知识和重点技术; •熟练掌握相关实验技能,可以进行初步的实验研究; •培养学生的实践能力和创新能力,使学生能够更好的应对未来的科研工作。 设计内容 第一部分:激光原理 本部分内容主要介绍激光的基本原理、种类和应用,以及常见的激光器和激光器的光路设计。实验环节主要包括使用静电吸附策略制作激光器等。 第二部分:非线性光学 本部分的主要内容包括非线性光学效应的基本知识、对称性及群论、非线性对称与非线性混沌的关系、激光放大器、非线性光学与波动力学等。实验环节主要包括自制非线性晶体、量子纠缠现象研究等。

第三部分:光通信 本部分主要介绍基于光纤通信的相关技术,包括光源技术、光检测技术、光路 及其构造、光纤的损耗和色散等。实验环节主要包括光纤通信的应用实践和理论研究。 第四部分:图像处理 本部分主要介绍图像处理中常用的技术,如傅立叶变换、小波变换、数据压缩、图像增强、图像分割等。实验环节主要为学生提供了一些典型图像处理算法的设计和实现。 第五部分:光学计算 本部分介绍了光学计算的基本知识和光学计算中的一些重要的概念,包括波、 相位、极化、信噪比、等,同时还介绍了光学计算与光学存储技术之间的关系。实验环节主要为学生提供了一些与光学计算相关的实验环境以及相应的数据处理技术。 总结 信息光学理论与应用课程设计以光学理论和信息处理技术相结合为基础,立足 于实践,旨在培养学生的实践能力和创新能力,使学生能够在未来的科研工作中更好地运用相关知识和技能来开展工作。通过本课程的实践学习,学生将获得有关信息光学方面的实用技术和相关原理知识,为未来的工作打好坚实的基础。

信息光学理论与应用题

信息光学理论与应用题 信息光学理论与应用 信息光学是一门研究光学信息处理与传输的学科,其理论与应用给了我们很多的启示和成果。本文将从信息光学的理论基础、应用领域和前景展望等方面进行探讨。 一、信息光学的理论基础 光学作为一门物理学科,一直以来都扮演着重要的角色。信息光学则是在光学的基础上,着重研究与信息相关的光学问题。信息光学的理论基础主要包括以下几个方面: 1. 光学相干性理论:相干性是信息光学研究的基础,它描述了光波之间的关联性。相干性理论在信息传输、光学成像等方面都有着重要的应用。 2. 光学变换理论:光学变换理论是将传统的信号处理方法与光学相结合的一种方法,可以实现复杂信号的处理和传输。 3. 光学信息编码技术:信息编码技术是信息光学的关键技术之一,其中包括像素级、波前级和光学衍射级等编码方法。这些编码技术在数字光学处理、全息图像存储和光学通信等方面具有广泛应用。 二、信息光学的应用领域 信息光学的研究成果在许多领域都有着重要的应用。以下是信息光学的几个主要应用领域:

1. 光学存储技术:信息光学在光盘、蓝光光盘和DVD等数据存储 媒介中得到了广泛运用。利用光学存储技术,可以实现高密度的数据 存储和高速的数据读取。 2. 光学成像技术:信息光学在光学成像技术中的应用表现为高分辨率、大视场和远距离成像等特点。这些特点使得信息光学成像技术在 航空航天、医学诊断和无人驾驶等领域得到广泛应用。 3. 光学通信技术:信息光学为光纤通信提供了有效的解决方案。光 纤的高带宽和低损耗使得信息光学通信技术成为了现代通信领域的重 要组成部分。 三、信息光学的前景展望 信息光学在科学研究和工程技术领域中具有广阔的发展前景。随着 光学技术的不断创新和发展,信息光学将在以下几个方面取得更大的 突破: 1. 高效能光学计算:光学计算是信息光学领域的一个重要研究方向。通过利用光学器件和光学相干性,可以实现复杂计算任务的高速处理。 2. 光学密码学:光学密码学是信息安全领域的重要研究方向,利用 光学器件和光学编码技术,实现信息的加密和解密。 3. 光学传感技术:光学传感技术是信息光学研究的另一个重要方向。利用光学传感器,可以实现对温度、压力、光强等物理量的快速检测 和测量。

光学教程第四版姚启钧课后题答案

光学教程第四版姚启钧课后题答案第一章:光的自然现象与光的波动性 第一节:光的自然现象 光的自然现象是我们日常生活中常见的一种现象,例如光的折射、反射、散射等。这些现象是由于光的特性造成的,其中最基本的特性之一就是光的波动性。 第二节:光的波动性 光的波动性指的是光是一种电磁波,其传播过程符合波动方程。光的波动性是由光的电场和磁场交替变化所引起的。根据麦克斯韦方程组,光的传播速度为真空中的光速,即约为3.00×10^8 m/s。 第三节:光的波动方程 光的波动方程描述了光波在空间中的传播情况。光的波动方程可表示为d^2E/dt^2=c^2(d^2E/dx^2),其中E为电场强度,t为时间,x为空间坐标,c为光速。通过解光的波动方程,我们可以得到光波的传播速度、传播方向等信息。 第二章:光的几何光学 第一节:光的几何模型 光的几何模型是基于光的直线传播特性而建立的模型。根据光的几何模型,光线传播遵循直线传播路径,光的传播速度在不同介质中会发生改变。

第二节:光的反射定律 光的反射定律是光的几何光学中的重要定律之一。根据光的反射定律,入射角等于反射角,同时入射光线、反射光线和法线处于同一平 面上。光的反射定律在镜面反射和平面镜成像等方面有着重要应用。 第三节:光的折射定律 光的折射定律是光的几何光学中的另一个重要定律。根据光的折射 定律,入射角的正弦与折射角的正弦之比在两个介质中是常数。光的 折射定律在透明介质之间的传播中起着关键作用,例如在棱镜的折射、光的全反射等现象中都能看到光的折射定律的应用。 第三章:光的色散現象與光的干涉 第一节:光的色散現象 光的色散現象是指不同频率的光在透明介质中传播时速度不同而产 生的现象。色散可以分为正常色散和反常色散两种。正常色散是指频 率越高的光速度越快,反常色散则相反。 第二节:光的干涉 光的干涉是指两个或多个光波相遇并产生干涉现象的过程。根据干 涉的性质,干涉可以分为构成干涉和破坏干涉。在构成干涉的情况下,光波叠加会增强或减弱光的强度,形成明暗相间的干涉条纹。 为了更好地理解光学教程第四版姚启钧的课后题答案,我们需要理 清光的自然现象与光的波动性、光的几何光学、光的色散現象與光的

信息光学 课后习题答案

信息光学课后习题答案 信息光学课后习题答案 在信息时代,光学技术的应用越来越广泛。信息光学是一门研究光的传播、控 制和处理的学科,它涉及到光的物理性质、光学仪器和光学系统的设计等方面。在信息光学的学习过程中,习题是非常重要的一部分,通过解答习题可以巩固 理论知识,提高问题解决能力。下面是一些信息光学课后习题的答案,希望能 对你的学习有所帮助。 1. 什么是光的干涉?请简要描述干涉的条件和干涉的类型。 答:光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生干涉现象的现象。干涉的条件 包括:光源的相干性、光波的波长、光波的振幅和相位等。根据光波的相位关 系和干涉光波的振幅分布,干涉可以分为构成干涉的光波相位差为定值的相干 干涉和相位差随空间位置而变化的非相干干涉。 2. 什么是光的衍射?请简要描述衍射的条件和衍射的类型。 答:光的衍射是指光波通过物体的边缘或孔径时发生偏折和扩散的现象。衍射 的条件包括:波长与物体尺寸的比值、入射光波的方向和物体的形状等。根据 物体的形状和光波的传播方式,衍射可以分为菲涅尔衍射和菲拉格衍射。 3. 什么是光的偏振?请简要描述光的偏振现象和偏振的方法。 答:光的偏振是指光波中的电矢量在特定方向上振动的现象。偏振可以通过特 定的方法将非偏振光转化为偏振光,常用的偏振方法包括:偏振片的使用、布 儒斯特角的利用和波片的调整等。 4. 什么是光的散射?请简要描述散射的条件和散射的类型。 答:光的散射是指光波与物质相互作用后改变传播方向的现象。散射的条件包

括:光波与物质的相互作用力、物质的尺寸和光波的波长等。根据散射物体的尺寸和光波的波长,散射可以分为瑞利散射、米氏散射和光学散射等。 5. 什么是光的吸收?请简要描述吸收的条件和吸收的影响因素。 答:光的吸收是指光波在物质中被吸收转化为其他形式的能量的现象。吸收的条件包括:光波与物质的相互作用力、物质的性质和光波的波长等。吸收的影响因素包括:物质的吸收系数、光波的强度和入射角度等。 以上是对一些信息光学课后习题的简要解答。通过解答这些习题,可以加深对信息光学原理和应用的理解,提高问题解决能力。当然,在学习过程中,还需要结合实际情况进行思考和实践,才能真正掌握信息光学的知识和技能。希望这些答案对你的学习有所帮助,也希望你能继续深入研究信息光学,为光学技术的发展做出贡献。

信息光学的发展及其应用

信息光学的发展及其应用 作者:管志益 来源:《中国新通信》 2018年第23期 信息光学是目前研究的重点,而随着当前信息技术的不断发展及信息传输中所存在的安全 等问题,信息光学所特有的数据传输安全性能可为保证数据安全及预防泄密起到关键作用。因此,近两年,信息光学的研究被作为重点进行考虑与分析。本文对信息光学相关理论及近几年 发展情况进行了分析与讨论,具体内容如下: 一、信息光学理论及说明 对于信息光学的研究,一直是研究的重点,也是目前这些年信息技术与光学向结合的研究 方向。对于该技术,其最早起源于50 年代,国外学者将无线电通讯技术引进光学,推动了信 息光学技术的发展。 1)信息光学技术被成功应用与微波合成孔径成像雷达中,实现了信息光学技术的重大突破与应用。激光技术及全息照相技术的出现加大了信息光学技术的发展,尤其对于遥感技术的发展,其对信息光学的发展及应用起到了突破性作用。从信息光学理论来讲,其主要利用傅里叶 光学及统计光学原理,该两种理论属于基础性研究,从技术应用方面来讲,信息光学的研究还 应涉及光学衍射、干涉及偏振等方面知识。但从总体来讲,对于信息光学的研究,为更好的对 信息光学技术进行研究及应用,应重点强化理论研究及分析光学现象中所存的的内在规律,这 对光学理论的研究及应用将起到决定性作用。 2)从光学理论研究而言,信息光学主要包括光的振幅、相位角及频率等;如光学信息处理主要是利用傅里叶转化将输入的光信号离散化,并结合有效处理技术进行处理与分析。因此, 从光学信息处理角度来讲,主要包括两部分:根据处理系统的线性叠加性可包括线性及非线性 处理两部分,而根据光源的时间及空间可分为相关性处理及非相关性处理等。从信息光学的应 用来讲,光信息处理时核心,也是难点及重点。而结合目前实际情况采用滤波器对信息光学进 行处理是基础,也是重点,可实现对光运算及处理。 二、关于信息光学的研究及应用情况分析 1)全息显示是信息光学技术应用的重点,也是技术突破。到目前为止,在视频等图像显示等方面具有重要作用,主要包括像全息、合成全息等。该技术的应用可在现有各领域取得突破 性发展,如在军事上,可在模拟真实目标等方面发挥重要作用。再如在医学方面,可以制作成 全息体照片,对于实现病灶的诊断及提供正确诊断率具有重要的价值。另对于艺术创作等方面,可用于立体模型的制作,可在教学及艺术创作等方面将发挥重要的价值。从技术较多来讲,实 现全息显示,其关键元件在于全息光学元件,其主要包括全息光栅、全息透镜等。目前国内对 该技术的研究取得了一定进展,为信息光学技术的发展将发挥重要的价值。2)信息存储是主要应用领域,随着技术的发展,信息的传输量不断增加及速率要求逐渐增高,对于信息储存的要 求也越来越严重。而所谓信息储存,其主要是信息记录并保存,并加以应用。例如传统的印刷 及照相等均属于常规的信息存储技术,而随着科学技术的发展,高密度的信息储存应作为重点 进行考虑与分析。信息光学的应用对信息储存取得了较大的进步,如光盘存储等的应用则对其 起到了积极作用,且实现了较大的发展。3)图像增强及识别领域;对于信息传输与处理而言,图像增强及识别对于保证数据的有效性及真实性具有重要价值及意义,应用信息光学原理及技术,可对图像增强及识别将取得一定价值及意义。综合目前情况,人们对图像的清晰度及质量 提出了更高要求,尤其对于低衬托的图线,图像增强技术将起到重要作用,如目前所采用的高 通滤波、微分滤波等,可以明显起到图像增强的作用。而同时,对于图像识别来讲,其主要是

信息光学理论与应用第四版课后答案

信息光学理论与应用第四版课后答案 1、Tritop照相时确保数码点的配置无论在哪个角度上看都能达到()个以上的标准。 [单选题] * A、3 B、4 C、5(正确答案) D、6 2、Atos扫描后生成的点云文件为()格式 [单选题] * A、STL(正确答案) B、ASCII C、CATPART D、JPG 3、稀化点云网格的功能适用于在()生成一个相对规则的网格,同时又保留测量点数据。 [单选题] * A、棱角区域 B、圆角区域 C、平坦区域(正确答案) D、空缺区域

4、只有当所有曲面的法向方向()时,才能准确计算出所有曲面到参考网格的偏差。 [单选题] * A、相反 B、单一方向相同 C、相同(正确答案) D、圆角处相反 5、根据最佳拟合原则,Atos软件在统计方法的帮助下,可以计算()范围。 [单选题] * A、1Sigma-2 Sigma B、1 Sigma-3 Sigma C、1 Sigma-5 Sigma(正确答案) D、1 Sigma-7 Sigma 6、最新的Atos蓝光扫描头,在进行标定的时候使用的是() [单选题] * A、十字标定尺 B、标定球 C、标定环 D、标定盘(正确答案) 7、制造企业中,生产批量与()有着密切的关系。 [单选题] * A、交货周期 B、搬运时间 C、延误时间 D、生产周期(正确答案)

8、材料弯曲后其长度不变的一层称为()。 [单选题] * A、中心层 B、中间层 C、中性层(正确答案) D、内层 9、千分尺的活动套筒转动一格,测微螺杆移动()。 [单选题] * A、基准 B、模拟基准 C、基准要素模拟器(正确答案) D、基准要素 10、在泡沫实型检测时,每100×100mm范围内至少放置()参考点 [单选题] * A、1个 B、2到3个(正确答案) C、3到4个 D、5个以上 11、对不合格品控制的过程是进行质量()的过程。 [单选题] * A、把关 B、报告(正确答案) C、鉴别 D、预防 12、在ATOS标定中,高质量的标定结果,其偏差在()象素之间。 [单选题] *

信息光学理论与应用课程设计 (2)

信息光学理论与应用课程设计 一、前言 信息光学(英文名称:Information Optics)是将光学、信息理论、计算机科 学和其他相关学科结合起来,运用前沿的光学技术手段,来实现信息在光学领域的传输、处理、存储和显示等一系列过程的学科。信息光学在现代通信、显示、加密、检测和传感等领域具有广泛的应用。 本课程设计旨在探究信息光学的基础理论和一些应用技术,通过设计和实验, 加深对信息光学的理解,并提高实验操作的能力。 二、课程设计内容 1. 基础知识部分 本部分主要介绍信息光学的基础理论知识,包括: •光波的基本特性及其描述方法; •光衍射、衍射光栅和光学显微镜的原理; •激光束贝叶斯优化、激光干涉技术和数字光学图像处理等基本技术。 2. 应用技术部分 本部分主要介绍信息光学的一些应用技术,包括: •多光束干涉技术、光耦合和光学波导等技术; •光学求解器、成像系统和三维显示技术; •光学通信技术、量子通信和光学传感等应用领域。

3. 设计实验部分 本部分主要以学生自主设计实验为主,要求学生结合前两部分的知识,设计并完成一个信息光学的实验,通过实验来深入掌握信息光学的基础理论和应用技术,并提高实验操作能力。 三、课程设计要求 1.学生需要完成上述所有基础知识、应用技术和实验的学习任务; 2.学生需要在规定时间内,提交实验报告和相关数据,对实验过程进行 总结和评估; 3.学生需要按照实验规定的步骤,完成实验的搭建和操作,并检查实验 仪器的安全性和合理性; 4.学生需要在实验前充分准备,包括了解实验原理和操作流程、阅读相 关文献、准备实验材料等; 5.学生需要在实验过程中积极思考,发现问题,并及时提出解决方案; 6.学生需要以课程设计为契机,自觉地掌握信息光学的基础理论和应用 技术,培养实验能力和科研创新思维。 四、课程设计总结 信息光学是一门前沿学科,涵盖了多个相关学科的知识和技术。通过本课程设计的学习,我们掌握了信息光学的基础理论和一些应用技术,同时也提高了实验操作的能力。在未来的学习和工作中,我们将继续深入探究信息光学的相关领域,为人类的发展和进步做出贡献。

扩展光源与干涉条纹的定域问题

扩展光源与干涉条纹的定域问题胡红电信1302班201356110220 摘要:从光波的空间相干性出发,由衍射理论证明扩展光源具有相干面积极小的特点,指出扩展光源相干面积实际上就是散斑,在非激光束照明时,由于色模糊存在,这些散斑是无法观察。利用此结论可解释扩展光源照明情况下,等倾干涉及等厚干涉条纹的定域性。并指出如果把扩展光源换成激光束,等倾干涉及等厚干涉条纹将不再定域。 引言:任何光波都存在着自己的等相位面(波阵面)。平面波的等相位面是一无穷大平面,但它在自然界并不真实存在。扩展光源是一个实际存在的光源,其所发光波的等相位面是什么样子,面积有多大?若用扩展光源来做等倾干涉或等厚干涉实验,其干涉条纹的分布区域又有何特点呢? 正文 激光出现前,所有的光源(例如过去光学实验室中使用的白炽灯,钠灯和汞灯等)都可称为扩展光源。用激光照射散射物体形成的散射光束也是扩展光源。扩展光源的特点是发光面积较大,光线出射方向(波矢量)极多。或者说它的空间频谱极宽,相干面积极小。也就是空间相干性极差。

由于扩展光源所发光束是向四方八面出射的,即在每一个方向上都有一个很小的波阵面到达平晶。设有一波阵面为A0的平面波,其波矢量k# 0与平晶法线成i角,入射到平晶的上表面。其中,直接反射的光波波矢量为k# 1,波阵面为A1,而透射光到达平晶下表面被反射回来,再透射出上表面,其波矢量为k# 2,波阵面为A2。下面分析这两束光的干涉情况:(1)k# 1和k# 2的传播方向虽然相同,但若要产生干涉只有A1和A2相遇才有可能,由于光波k#1和k# 2都来自扩展光源,故等相位面A0、A1和A2都是非常小的。若要A1和A2相遇那只有平晶的厚度减少到A0的数量级才有可能。也就是说扩展光源的等倾干涉只能发生在薄膜上;(2)由于任何平晶的上下两个表面不可能是绝对平行的,所以A1和A2都只能在平晶上表面附近一个非常小的区域内相遇,故干涉条纹只能发生在相遇的小区域内,因此等倾干涉条纹是定域的。 如果改用平行激光束来做平晶干涉实验,这是两个有一定相位差的平面波的干涉(剪切干涉),只能看到一条或极少数几条平行干涉条纹(要视平晶两面的平行度而定)。而且对平晶厚度的要求无太多限制,干涉条纹也不再是定域的,可以在很大的范围内看到它们。若用发散激光束(球面波)来做平晶干涉实验,能够看到一条或极少数几条同心园环的干涉条纹,也不是定域的。 把平晶换成楔面(如图4所示),再来分析从扩展光源发射出来的光束的干涉。从扩展光源出射的光束,只有和楔面垂直入射的光束,才能够产生等厚干涉。对于楔面来说折射率n和入射光波长是固定的,

信息光学知到章节答案智慧树2023年苏州大学

信息光学知到章节测试答案智慧树2023年最新苏州大学 绪论单元测试 1.“信息光学”又称为 ____。 参考答案: null 第一章测试 1.高斯函数的傅里叶变换是() 参考答案: 2.函数的傅里叶变换是()。 参考答案: 3.某平面波的复振幅分布为,那么它在不同方向的 空间频率,也就是复振幅分布的空间频谱为()。 参考答案:

, 4.圆域函数Circ(r)的傅里叶变换是。() 参考答案: 对 5.尺寸a×b 的不透明矩形屏,其透过率函数为rect(x/a)rect(y/b)。() 参考答案: 错 6.卷积是一种 ____,它的两个效应分别是____和____,两个函数f(x, y)和h(x, y) 卷积的积分表达式为____。 参考答案: null 7.什么是线性空不变系统的本征函数? 参考答案: null 8.基元函数是不能再进行分解的基本函数单元,光学系统中常用的三种基元函 数分别是什么? 参考答案: null

第二章测试 1.在衍射现象中,当衍射孔径越小,中央亮斑就____。 参考答案: null 2.点光源发出的球面波的等相位面为____,平行平面波的等相位面为____。 参考答案: null 3.平面波角谱理论中,菲涅耳近似的实质是用____来代替球面的子波;夫琅和 费近似实质是用____来代替球面子波。 参考答案: null 4.你认为能否获得理想的平行光束?为什么? 参考答案: null 5.菲涅尔对惠更斯的波动光学理论表述主要有哪两方面的重要贡献? 参考答案: null

6.已知一单色平面波的复振幅表达式为,请问该平 面波在传播方向的空间频率以及在x,y,z方向的空间频率分别是什么? 参考答案: null 第三章测试 1.物体放在透镜()位置上时,透镜的像方焦面上才能得到物体准确的傅里 叶频谱。 参考答案: 前焦面 2.衍射受限光学系统是指(),仅考虑光瞳产生的衍射限制的系统。 参考答案: 不考虑像差的影响 3.相干传递函数是相干光学系统中()的傅里叶变换。 参考答案: 点扩散函数 4.()是实现对空间物体进行信息处理和变换的基本光路结构。 参考答案: 单透镜系统

中山大学信息光学习题课后答案--习题456作业

中山大学信息光学习题课后答案--习题456作业 标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

习 题 4 尺寸为a b ⨯的不透明矩形屏被单位振幅的单色平面波垂直照明,求出紧靠零后的平面上透 射光场的角谱。 采用单位振幅的单色平面波垂直照明具有下述透过率函数的孔径,求菲涅耳衍射图样在孔 径轴上的强度分布: (1) 2 20000 (,)circ()t x y x y =+ (2) 2200001,1 (,)0,a x y t x y ⎧⎪≤+≤=⎨⎪⎩其它 余弦型振幅光栅的复振幅透过率为: 00()cos(2/)t x a b x d π=+ 式中,d 为光栅的周期,0a b >>。观察平面与光栅相距z 。当z 分别取下述值时,确定 单色平面波垂直照明光栅,在观察平面上产生的强度分布。 (1) 2 2r d z z λ== (2) 22r z d z λ== (3) 2 42r z d z λ == 式中:r z 为泰伯距离。 参看下图,用向P 点会聚的单色球面波照明孔径∑。P 点位于孔径后面距离为z 的观察平面 上,坐标为(0,)b 。假定观察平面相对孔径的位置是在菲涅耳区内,证明观察平面上强度分布是以P 点为中心的孔径的夫琅禾费衍射图样。 方向余弦为cos ,cos αβ,振幅为A 的倾斜单色平面波照明一个半径为a 的圆孔。观察平面位 于夫琅禾费区,与孔径相距为z 。求衍射图样的强度分布。 环形孔径的外径为2a ,内径为2a ε(01)ε<<。其透射率可以表示为: 001,()0,a r a t r ε≤≤⎧=⎨⎩其他

陈家璧版 光学信息技术原理及应用习题解答(3-4章)

第三章 习题 3.1 参看图3.5,在推导相干成像系统点扩散函数(3.35)式时,对于积分号前的相位因 子 ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≈⎥⎦⎤⎢⎣⎡+2220202002exp )(2exp M y x d k j y x d k j i i 试问 (1)物平面上半径多大时,相位因子 ⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡+)(2exp 20200y x d k j 相对于它在原点之值正好改变π弧度? (2)设光瞳函数是一个半径为a 的圆,那么在物平面上相应h 的第一个零点的半径是多 少? (3)由这些结果,设观察是在透镜光轴附近进行,那么a ,λ和d o 之间存在什么关系时可 以弃去相位因子 ⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡+)(2exp 20200y x d k j 3.2 一个余弦型振幅光栅,复振幅透过率为 00002cos 2 1 21),(x f y x t π+= 放在图3.5所示的成像系统的物面上,用单色平面波倾斜照明,平面波的传播方向在x 0z 平面内,与z 轴夹角为θ。透镜焦距为f ,孔径为D 。 (1)求物体透射光场的频谱; (2)使像平面出现条纹的最大θ角等于多少?求此时像面强度分布; (3) 若θ采用上述极大值,使像面上出现条纹的最大光栅频率是多少?与θ=0时的截止频率比较,结论如何? 3.3光学传递函数在f x = f y =0处都等于1,这是为什么?光学传递函数的值可能大于1吗?如果光学系统真的实现了点物成点像,这时的光学传递函数怎样? 3.4当非相干成像系统的点扩散函数h I (x i ,y i )成点对称时,则其光学传递函数是实函数。 3.5 非相干成像系统的出瞳是由大量随机分布的小圆孔组成。小圆孔的直径都为2a ,出瞳到像面的距离为d i ,光波长为λ,这种系统可用来实现非相干低通滤波。系统的截止频率近

信息光学试卷及答案

卷号:A 一 单项选择题(10x3=30分) 1.下列可用来描述点光源的函数是( ); (A ) 矩形函数; (B ) 三角型函数; (C ) δ函数; (D ) 圆柱函数; 2. 设)},,({),()},,({),(y x g F G y x f F F ==ηξηξ其中大括号前面的F 表示正傅立叶变换算符,关于傅立叶变换的基本定理,下列关系错误的是( ); (A )),(),()},(),({ηξηξG F y x g y x f F =* (B )),(),()},(),({ηξηξF F y x f y x f F *=⋅ * (C )),(),()},(),({ηξηξG F y x g y x f F * = (D )2 ),()},(),({ηξF y x f y x f F = 3. 波长λ的单位振幅平面波垂直入射到一孔径平面上,在孔径平面上有一个足够大的模板,其振幅透过率为λ π3cos 21 )(00x x t =,则透射场的角谱为( ); (A) )cos ,31cos (41)cos ,31cos (41λ β λλαδλβλλαδ++-; (B) )cos ,61cos (41)cos ,61cos (41λβλλαδλβλλαδ++-; (C) )cos ,61cos (21)cos ,61cos (21λβλλαδλβλλαδ++-; (D) )cos ,31cos (21)cos ,31cos (21λ βλλαδλβλλαδ++-; 4. 三角孔的衍射图样的形状为( ); (A) 三角形; (B) 十字形; (C) 星形; (D) 矩形 5. 某光学系统的出瞳是一个边长为D 的正方形,其出瞳到像面的距离为i d ,若用波长为λ的相干光照明,则其相干传递函数为( ); (A))2/(),(22i d D cir H ληξηξ+=; (B))2/()2/( ),(i i d D rect d D rect H λη λξηξ=; (C))/(),(22i d D cir H ληξηξ+=; (D))/()/( ),(i i d D rect d D rect H λη λξηξ=; 6. 关于光学全息的下列说法,错误的是( ); (A) 全息照相记录的是干涉条纹; (B) 全息照片上每一点都记录物体的全息信息; (C) 全息照相记录的是物体的像; (D) 全息的波前记录和再现的过程,实质上是光波的于涉和衍射的结果; 7. 要想再现出菲涅耳全息图的原始像,其再现条件为( ); (A) 用原参考光进行再现; (B) 用白光进行再现; (C) 用共轭参考光进行再现; (D) 用原物光进行再现;; 8. 设物光波函数分布为),(y x g ,其频谱函数为),(ηξG ,平面参考光是位于物平面上(0,-b )点处的点光源产生的,将其放在透镜的前焦面记录傅里叶变换全息图,则傅里叶变换全息图的复振幅透过率函数为( ); (A) ]2exp[]2exp[)(*002 ηπβηπββb j G r b j G r G t x t b '+-'+'+= (B) ]2exp[]2exp[)(*002ηπβηπββb j g r b j g r g t x t b '+-'+'+= (C) ]2exp[]2exp[)(*002 ηπβηπββb j G r b j G r G t x t b -'+'+'+= (D) ]2exp[]2exp[)(*002 ηπβηπββb j g r b j g r g t x t b -'+'+'+= ☆ ☆

最新《传感器原理与工程应用》第四版(郁有文)课后答案

第一章传感与检测技术的理论基础 1.什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差? 答:某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。 相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表示方法。实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之比;标称相对误差是绝对误差与测得值之比。 引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法,也用相对误差表示,它是相对于仪表满量程的一种误差。引用误差是绝对误差〔在仪表中指的是某一刻度点的示值误差与仪表的量程之比。 2.什么是测量误差?测量误差有几种表示方法?它们通常应用在什么场合? 答:测量误差是测得值与被测量的真值之差。 测量误差可用绝对误差和相对误差表示,引用误差

也是相对误差的一种表示方法。 在实际测量中,有时要用到修正值,而修正值是与绝对误差大小相等符号相反的值。在计算相对误差时也必须知道绝对误差的大小才能计算。 采用绝对误差难以评定测量精度的高低,而采用相对误差比较客观地反映测量精度。 引用误差是仪表中应用的一种相对误差,仪表的精度是用引用误差表示的。 3. 用测量范围为-50~+150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时,传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解:绝对误差 2140142=-=∆kPa 实际相对误差 %43.1%100140140142=⨯-=δ

标称相对误差 %41.1%100142140142=⨯-=δ 引用误差 %1%10050150140142=⨯---= )(γ 4. 什么是随机误差?随机误差产生的原因是什么?如何减小随机误差对测量结果的影响? 答:在同一测量条件下,多次测量同一被测量时,其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。 随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微小因素〔测量装置方面的因素、环境方面的因素、人员方面的因素,如电磁场的微变,零件的摩擦、间隙,热起伏,空气扰动,气压及湿度的变化,测量人员感觉器官的生理变化等,对测量值的综合影响所造成的。 对于测量列中的某一个测得值来说,随机误差的出现具有随机性,即误差的大小和符号是不能预知的,但

光学信息技术原理及应用课后重点习题答案

第一章 习题解答 1.1 已知不变线性系统的输入为()()x x g com b = ,系统的传递函数⎪⎭ ⎫ ⎝⎛b f Λ。 若b 取 (1)50=.b (2)51=.b ,求系统的输出()x g ' 。并画出输出函数及其频谱的图形。 答:(1)()(){}1==x x g δF 图形从略, (2)()()()()()x s co f f δf δx g x x x πδ23 2+1=⎭ ⎬⎫⎩ ⎨⎧ 1+3 1+1-31+=F 图形从略。 1.2若限带函数()y x,f 的傅里叶变换在长度L 为宽度W 的矩形之外恒为零, (1)如果L a 1< ,W b 1<,试证明 ()()y x f y x f b x a x ab ,,sinc sinc =*⎪⎭ ⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛1 证明: (){}(){}(){}()()(){}(){}()y x,f b x sinc a x sinc ab bf af rect y x f y x,f bf af rect y x f W f L f rect y x f y x,f y x y x y x *⎪⎭ ⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛1==∴=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=,,F F ,,F ,,F F 1- (2)如果L a 1> , W b 1 >,还能得出以上结论吗? 答:不能。因为这时(){}(){}()y x y x bf af rect y x f W f L f rect y x f ,,F ,,F ≠⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛。 1.3 对一个空间不变线性系统,脉冲响应为 ()()()y x y x h δ77=sinc , 试用频域方法对下面每一个输入()y x f i ,,求其输出()y x g i ,。(必要时,可取合理近似) (1)()x y x f π4=1cos , 答: ()(){}(){}{}{}()(){}{} {}{}{}x cos x cos f rect x cos y 7x sin x cos y x h y x f y x g x πππδπ4=4=⎭⎬⎫ ⎩ ⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛74=74==1-1 -1-11-1F F F F F F F ,F ,F F , (2)()()⎪⎭ ⎫ ⎝⎛75⎪⎭⎫ ⎝⎛754=2y rect x rect x cos y x f π, 答:

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