傅里叶光学
傅里叶光学根据空间频率描述光的传播和成像，将透镜视为执行傅里叶变换的仪器。
用 PaperMind 寻找选题即将推出Find papers & topics
Tools & resources
Learn & explore
视频即将推出
Definition
通过光学场和成像系统的空间频率内容对其进行处理，其中传播和透镜对光学场执行线性操作，特别是傅里叶变换和滤波。
Scope
本主题涵盖傅里叶分析在光学传播和成像中的应用。它包括波传播的角谱表示、透镜在其后焦平面形成输入场的傅里叶变换的结果、成像系统的传递函数描述、点扩散函数和光学传递函数，以及空间滤波和光学信号处理。它为衍射和成像提供了一种统一的系统级语言，是全息术和计算成像的基础。
Core questions
- 如何用空间频率描述光的传播？
- 为什么透镜在其焦平面产生场的傅里叶变换？
- 点扩散函数和传递函数如何表征成像系统？
- 空间滤波如何操纵图像？
Key concepts
- 空间频率
- 角谱
- 傅里叶变换平面
- 点扩散函数
- 光学传递函数
- 空间滤波
- 卷积
- 相干和非相干成像
Key theories
- 透镜的傅里叶变换特性
- 会聚透镜在其后焦平面产生一个与前焦平面场二维傅里叶变换成比例的场，从而使空间频率在物理上可用于滤波。
- 成像的线性系统描述
- 成像系统充当线性、移不变滤波器，其点扩散函数及其变换（光学传递函数）决定了物体空间频率在图像中如何再现。
Clinical relevance
傅里叶光学概念是用于指定医学成像光学图像质量的光学传递函数以及增强显微镜和眼科图像的计算和反卷积方法的基础。
History
阿贝在19世纪70年代提出的显微镜成像理论引入了图像是由物镜捕获的衍射空间频率分量合成的观点。这种空间频率的观点在20世纪中叶发展成为现代傅里叶光学学科，并在古德曼（Goodman）颇具影响力的教科书中得到编纂。
Key figures
- Ernst Abbe
- Joseph W. Goodman
- Frits Zernike
Related topics
Seminal works
- goodman2017
- bornwolf1999
Frequently asked questions
- 透镜在何种意义上执行傅里叶变换？
- 场的远场衍射图样是其傅里叶变换，透镜将该远场带到有限距离（其焦平面），因此该处的场是前焦平面场的傅里叶变换。
- 什么是空间滤波？
- 通过在透镜的傅里叶平面放置一个掩模，可以阻挡或衰减选定的空间频率，这在通过第二个透镜重新构成图像时可以去除噪声、锐化边缘或以其他方式重塑图像。