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第一章　光波及其数学描述7

1.1　光波与光场7

（一）光波、单色光与准单色光、标量波7

（二）波动方程10

（三）单色平面波与球面波13

（四）光强度19

1.2　光波的复数表示20

（一）单色光波的复数表示法、复振幅20

（二）复振幅的运算22

（三）平面波与球面波的复振幅25

1.3　光场中任一平面上的复振幅分布26

（一）平面波28

（二）球面波30

1.4　空间频率与空间频率谱（傅里叶变换）32

（一）空间频率概念（复振幅空间频率的物理意义）33

（二）单色光波复振幅的分解、空间频谱（傅里叶变换）39

（三）空间频谱计算举例43

第二章　光的衍射理论基础50

2.1　惠更斯-菲涅耳原理50

2.2　衍射的标量波理论、衍射公式53

（一）亥姆霍兹方程、格林定理与基尔霍夫积分定理54

（二）平面屏上一定孔径的衍射、基尔霍夫衍射公式60

（三）关于基尔霍夫衍射公式的讨论、瑞利-索末菲衍射公式65

2.3　菲涅耳衍射与夫琅和费衍射67

（一）菲涅耳衍射（近场衍射）与夫琅和费衍射（远场衍射）67

（二）夫琅和费衍射图样举例75

（三）菲涅耳衍射计算举例87

第三章　透镜的变换特性89

3.1　光波通过透镜时位相分布的变化89

3.2　透镜对点光源的成象95

3.3　透镜的傅氏变换特性99

（一）物（透光片）在透镜之前100

（二）物（透光片）在透镜之后110

3.4　透镜孔径的作用114

（一）点光源通过透镜成象114

（二）透镜孔径对傅氏变换面上光强的影响116

第四章　光学成象系统的空间频率特性121

4.1　线性系统121

4.2　相干照明成象系统125

4.3　振幅传递函数134

4.4　非相干照明成象137

4.5　光学传递函数138

4.6　实际光学系统的传递函数152

4.7　相干性161

（一）解析信号和互相干函数162

（二）时间相干性166

（三）准单色光与空间相干性168

4.8　相干性的传播—冯·息陀特-蔡尼克定理171

4.9　空间部分相干成象175

第五章　光学处理系统179

5.1 银盐感光材料介绍179

（一）术语的定义179

（二）胶片用于非相干光学系统中时180

（三）胶片用于相干光学系统中时181

（一）光学频谱分析系统183

5.2　基本相干光处理系统183

（二）光学滤波系统185

（三）光学相关系统191

（四）混合处理系统194

（五）应用195

5.3　非线性变换203

5.4　梅林变换206

（一）原理206

（二）实现变换的光学方法208

（三）不受尺寸影响的光学相关209

（四）不受位移、转动、尺寸变化影响的相关系统211

5.5　非相干光处理系统213

（一）空域运算的系统214

（二）频域分析的系统222

5.6　光学反馈系统223

（一）基本的光学反馈系统224

（二）相干光学反馈系统227

（三）非相干光学反馈系统230

5.7　合成孔径雷达237

（一）合成孔径概念237

（二）航向维信息记录239

（三）距离维信息记录242

（五）波面的重建243

（四）两维合成的雷达信号片243

（六）光学处理机246

第六章　全息术249

6.1　全息照相的基本原理249

（一）概述249

（二）全息照相的基本方程250

（三）波前记录253

（四）波前再现261

6.2　非相干光全息照相268

（一）双象技术268

（一）概述272

（二）消色差条纹系统272

6.3　全息在信息处理中的应用272

（二）全息空间滤波器的制作及其原理273

（三）全息空间滤波器的应用与种类279

6.4　影响全息图象质量的因素292

（一）光源对全息象的影响292

（二）记录介质对全息象的影响295

（三）匹配滤波器最优参数的选择302

第七章　计算全息与相息图307

7.1　计算全息的理论基础308

（一）空间脉冲调制308

（二）抽样定理313

（三）空间带宽积321

7.2　计算全息图的制作323

7.3　计算全息干涉图336

（一）二元全息函数336

（二）基本方程341

（三）全息干涉图的制作345

7.4　相息图347

7.5　计算全息图的应用349

（一）空间滤波器349

（二）干涉量度355

（三）全息图扫描器357

8.1　傅变透镜的规格和性能指标363

第八章　傅里叶变换透镜363

8.2　傅变透镜的特点365

8.3　傅变透镜型式简介370

第九章　光学信息处理的光学器件375

9.1　晶体光学有关知识375

（一）晶系375

（二）晶列指数和密勒指数376

（三）光在晶体中的传播376

（四）光折射率椭球379

（一）电光效应380

9.2　电光效应及其应用380

（二）电光调制384

（三）电光偏转389

9.3　光电效应及材料394

（一）能带394

（二）光电导效应和材料395

（三）光生伏特效应396

（四）光电子发射效应和二次电子发射398

（五）电荷耦合器件399

9.4　空间光调制器400

（一）普克尔效应空间光调制器401

（二）液晶光调制器411

（三）变形器件417

（四）铁电材料和器件418

（五）其他器件420

9.5　声光效应及其应用420

（一）应变张量420

（二）弹光效应420

（三）声光效应422

（四）声光器件的应用425

（一）数字图象处理的特点426

10.1　数字图象基础426

第十章　数字图象处理426

（二）光学图象处理与数字图象处理的比较430

（三）人的视觉和图象评价的标准432

（四）图象的离散正交变换434

（五）数字图象处理系统435

10.2　数字图象增强436

（一）直方图修改法436

（二）直方图均衡化法439

（三）图象平滑444

（四）图象鲜明化448

（五）伪彩色图象处理451

10.3　图象复原456

（一）图象的退化模型457

（二）循环矩阵的对角化462

（三）逆滤波法图象复原464

（四）运动图象的复原465

（五）对话型图象复原467

10.4　图象的编码469

（一）数字图象编码过程469

（二）熵474

（三）霍夫曼码和费诺码476

（四）其他编码及应用478

10.5　数字图象分割479

（一）灰度级门限化的分割479

（二）样板匹配法检出图象的点、线、边缘482

（三）区域生长求图象边缘487

10.6　图象区域的描绘488

（一）傅里叶描绘符488

（二）矩描绘符491

（三）拓扑描绘符493

（四）关系描绘495

附录505

参考文献517