Experiment 26 Abbe’s theory of image formation and space-filtering 实验二十六 阿贝成像原理和空间滤波 Experiment 26 Abbe’s theory of image formation and space-filtering 杨杞
【实验目的experimental purpose】 1.了解傅立叶光学基本原理的物理意义 2.加深对光学中的空间频谱和空间滤波等概念的理解。
【实验原理experimental principle】 在信息光学中、常用傅立叶变换来表达和处理光的成像过程。
上面两个式子实际上是对同一光场的两种本质上等效的描述。当g(x,y)是一个空间的周期性函数时，其空间频率就是不连续的。例如一维光栅，其光振幅分布展开成级数：
显微镜成像步骤
【实验仪器experimental device】 1．He-Ne激光器（632.8nm） 2．扩束镜L1：f1=4.5mm 3．二维调整架：SZ-07 4．准直镜L2：f2=190mm 5．二维调整架：SZ-07 6．一维光栅（25L/mm） 7．干板架：SZ-12 8．付里叶透镜L3：f3=210mm 9．二维调整架：SZ-07 10．白屏P：SZ-13 11．通用底座：SZ-04 12．二维底座：SZ-02 13．一维底座：SZ-03 14．二维底座：SZ-02 15．一维底座：SZ-03 16．一维底座：SZ-03 17．通用底座：SZ-04 18．频谱滤波器：SZ-32-40
【实验步骤 experimental step】 用L1、L2组成扩束系统，使其出射的平行激光光束垂直的照射在其狭缝沿铅直方向放置的一维光栅上。前后移动变换透镜L3，使光栅（物）清晰的成像于离物两米以外的墙壁上。此时光栅位置接近于透镜的前焦面，故透镜的后焦面就为其傅氏面，该面上光强的分布即为物的空间频谱。 用白屏H在透镜的后焦面附近慢慢移动，在透镜后焦面上可以观察到水平排列的一些清晰光点。这些光点相应于光栅的级衍射极大值，用米尺大约测出各光点与中央最亮点的距离，从以及透镜的焦距F，光波波长，求出这些光点相应的空间频率。
【数据记录表格】 空间频率 位置 （mm） 空间频率（1/mm） 一级衍射 二级衍射 三级衍射