信息光學(xué)考卷及答案

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1、中國(guó)海洋大學(xué)2007-2008學(xué)年第2學(xué)期期末考試試卷答案信息科學(xué)與工程學(xué)院《信息光學(xué)》課程試題(A卷)共4頁(yè)第1頁(yè)一、（12分）1、以平面波為例說(shuō)明光波空間頻率的物理意義。（3分）答：平面光波的空間頻率是光波沿某個(gè)方向傳播時(shí)空間周期的倒數(shù)。，，，其物理意義為光波傳播方向的分布，這種分布反映了衍射物的衍射特性。2、用怎樣的的濾波器可以消除由于光學(xué)元件污染或損傷形成的衍射光斑？（3分）答：在擴(kuò)束鏡的后焦點(diǎn)處加低通濾波器，只讓零級(jí)光通過(guò)。3、設(shè)光柵常數(shù)為d，縫寬為a的光柵放置在4F系統(tǒng)的輸入面，問(wèn)：用怎樣的濾波器

2、；在什么條件下，可使像面的亮度分布出現(xiàn)襯度反轉(zhuǎn)？（3分）答:濾波器只阻擋零級(jí)譜，并且在2a>d的情況下可使像面的亮度分布出現(xiàn)襯度反轉(zhuǎn)4、用紅色激光記錄菲涅爾全息圖，用藍(lán)色激光再現(xiàn)。問(wèn)再現(xiàn)像會(huì)發(fā)生什么變化？（3分）答：再現(xiàn)像縮小，縮小倍數(shù)為：藍(lán)激光波長(zhǎng)/紅激光波長(zhǎng)。二、（18分）1、已知一平面波的復(fù)振幅表達(dá)式為U(x,y,z)=Aexp[j(x-2y+3z)],試求該光波沿x,y,z方向的空間頻率。(6分)答：由可得：，，2、用波長(zhǎng)為632.8nm的平面光波垂直照射直徑為2mm的衍射孔，若觀察范圍是與衍射孔共軸

3、、半徑為30mm的圓域，試求實(shí)現(xiàn)夫瑯禾費(fèi)衍射的距離。（6）答：z>>398.7mm3、50mw氦氖器發(fā)出波長(zhǎng)λ=632.8nm激光，若其波長(zhǎng)寬度=0.2nm埃，問(wèn)：能產(chǎn)生干涉的最大光程差是多少毫米？（6分）答：三、（6分）設(shè)衍射屏上一狹縫，中心位于處，寬度和面積都等于b，試寫(xiě)出該狹縫的透過(guò)率函數(shù)和該函數(shù)經(jīng)過(guò)福里葉變換的函數(shù)表達(dá)式，并畫(huà)圖表示。（6分）答：衍射屏透過(guò)率函數(shù)：其福里葉變換的函數(shù)表達(dá)式：四、（6分）1、已知，證明若其中一個(gè)函數(shù)發(fā)生x0的位移，證明.并說(shuō)明這是卷積的什么特性？（6分）答：因?yàn)閯t共2頁(yè)第

4、2頁(yè)2、物面上一個(gè)有確定初位相的單位振幅點(diǎn)光源，在光學(xué)系統(tǒng)的象平面產(chǎn)生一個(gè)復(fù)振幅分布是系統(tǒng)的“振幅點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)”，用表示，像分布和物分布分別用表示。的傅里葉變換的傅里葉變換，的傅里葉變換。試寫(xiě)出光學(xué)系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)（6分）答：光學(xué)系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)：或是卷積的平移不變性。五、（12分）1、試設(shè)計(jì)一個(gè)完整的光路。制造一個(gè)全息透鏡，要求某單色平行光以與z軸成θ角方向入射時(shí)，能在f點(diǎn)聚集。θf(wàn)z六、（40分）請(qǐng)附四次實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)打分。