现代信息光学 (MATLAB)

本书系统地介绍信息 光学的基础理论、傅里叶 光学的数理知识及其现代 相关应用。全书内容共七 章：前三章主要提供了基 础光学的背景知识，包括 几何光学、波动光学、信 息光学的重要数学储备知 识。随后，介绍了相干和 非相干图像处理系统的内 容（第四章）、并阐述了 相干全息理论（第五章） 以及非相干数字全息术和 计算全息术的重要的现代 发展（第六章）。此外， 亦对诸如声光和电光调制 器的光信息处理器件的原 理进行了较为深入的阐述 （第七章）。 本书在内容上注重基 础与前沿的有机结合，满 足该领域读者对基础知识 和研究进展的需求，由浅 入深地阐述现代信息光学 的理论基础和发展应用， 公式推导详尽，强调公式 背后的物理意义和现象分 析，每章用实例分析协助 读者理解。 本书可作为高等院校 光学、光学工程、光信息 科学技术、电子科学与技 术等专业的本科和研究生 教学参考书，也可供相关 专业的教师及科技工作者 参考。

第一章 高斯光学和不确定性原理 1.1 高斯光学 1.1.1 光线变换矩阵 1.1.2 薄透镜的光线追迹 1.2 分辨率、焦深和景深 1.2.1 圆形孔径 1.2.2 环形孔径 1.3 举例说明 1.3.1 通过单透镜进行三维成像的举例 1.3.2 狭缝的扩散角举例 习题 参考文献 第二章 线性不变系统和傅里叶分析 2.1 信号与系统 2.1.1 信号的运算 2.1.2 一些有用的信号模型 2.1.3 线性时不变系统 2.1.4 脉冲响应 2.1.5 频率响应函数 2.2 傅里叶分析 2.2.1 傅里叶级数 2.2.2 傅里叶变换 2.3 二维傅里叶分析 2.3.1 二维傅里叶变换 2.3.2 一些二维傅里叶变换的算例 2.3.3 傅里叶变换的性质 2.3.4 二维卷积、相关和匹配滤波 习题 参考文献 第三章 波的传播与波动光学 3.1 麦克斯韦方程 3.2 矢量波动方程 3.3 行波解与坡印亭矢量 3.4 基于傅里叶变换的标量衍射理论 3.4.1 惠更斯原理 3.4.2 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 3.4.3 理想透镜的相变特性 3.5 高斯光束光学 3.5.1 q变换和双线性变换 3.5.2 双线性变换的应用实例 习题 参考文献 第四章 空间相干和非相干光学系统 4.1 时间相干性和空间相干性 4.2 空间相干图像处理 4.2.1 瞳函数，相干点扩散函数，相干传递函数 4.2.2 相干图像处理实例 4.3 空间非相干图像处理 4.3.1 强度点扩散函数和光学传递函数 4.3.2 非相干图像处理实例 4.4 扫描图像处理 4.4.1 相干成像 4.4.2 非相干成像 4.5 光学传递函数的双光瞳合成 习题 参考文献 第五章 相干全息理论 5.1 菲涅耳波带板作为点源全息图 5.1.1 同轴记录 5.1.2 离轴记录 5.2 三维全息成像 5.2.1 记录与重建 5.2.2 全息像的横向和纵向放大率 5.3 典型的全息图 5.3.1 伽博全息图和同轴全息图 5.3.2 傅里叶全息图 5.3.3 像全息图 5.3.4 复空间滤波与联合变换相关 习题 参考文献 第六章 数字全息术 6.1 相干数字全息术 6.1.1 CCD的局限 6.1.2 数字全息图的光学记录 6.2 现代数字全息术 6.2.1 相移全息术 6.2.2 相干模式的光学扫描全息术 6.3 非相干数字全息术 6.3.1 非相干模式光学扫描全息术 6.3.2 菲涅耳非相干相关全息术 6.3.3 编码孔径成像与编码孔径相关全息术 6.3.4 光学扫描全息术预处理 6.4 计算全息 6.4.1 点源法 6.4.2 面元法 习题 参考文献 第七章 空间光调制器光信息处理 7.1 基于声光调制信息处理 7.1.1 声光效应 7.1.2 Raman-Nath衍射和布拉格衍射 7.1.3 声光效应的典型应用 7.2 电光调制器信息处理 7.2.1 光的偏振 7.2.2 折射率椭球和双折射波片 7.2.3 电光效应 7.2.4 电光强度调制与相位调制 7.3 液晶元件（盒）信息处理和显示 7.3.1 液晶 7.3.2 利用液晶元件进行相位调制和强度调制 习题 参考文献 索引