第1章 二维线性系统分析

1.1线性系统

1.1.1线性系统的定义

1.1.2脉冲响应和叠加积分

1.2二维傅里叶变换

1.2.1二维傅里叶变换定义及存在条件

1.2.2极坐标下的二维傅里叶变换和傅里叶-贝塞尔变换

1.2.3虚、实、奇、偶函数傅里叶变换的性质

1.2.4二维傅里叶变换定理

1.2.5常用二维傅里叶变换举例

1.3二维线性不变系统

1.3.1二维线性不变系统的定义

1.3.2二维线性不变系统的传递函数

1.3.3线性不变系统的本征函数

1.3.4级联系统

1.4抽样定理

1.4.1函数的抽样

1.4.2原函数的复原

1.4.3空间-带宽积

习题

第2章 标量衍射的角谱理论

2.1光波的数学描述

2.1.1光振动的复振幅和亥姆霍兹方程

2.1.2球面波的复振幅表示

2.1.3平面波的复振幅表示

2.1.4平面波的空间频率

2.1.5空间频率的局域化

2.2复振幅分布的角谱及角谱的传播

2.2.1复振幅分布的角谱

2.2.2平面波角谱的传播

2.2.3衍射孔径对角谱的作用

2.3标量衍射的角谱理论

2.3.1惠更斯-菲涅耳-基尔霍夫标量衍射理论的简要回顾

2.3.2平面波角谱的衍射理论

2.3.3菲涅耳衍射公式

2.4夫琅禾费衍射与傅里叶变换

2.5菲涅耳衍射和分数傅里叶变换

2.5.1分数傅里叶变换的定义

2.5.2分数傅里叶变换的几个基本性质（证明从略）

2.5.3用分数傅里叶变换表示菲涅耳衍射

习题

第3章 光学成像系统的频率特性

3.1透镜的相位变换作用

3.2透镜的傅里叶变换性质

3.2.1物在透镜之前

3.2.2物在透镜后方

3.2.3透镜的孔径效应

3.3透镜的一般变换特性

3.4相干照明衍射受限系统的成像分析

3.4.1透镜的点扩散函数

3.4.2衍射受限系统的点扩散函数

3.4.3相干照明下衍射受限系统的成像规律

3.5衍射受限系统的相干传递函数

3.6衍射受限系统的非相干传递函数

3.6.1非相干成像系统的光学传递函数

3.6.2 OTF与CTF的关系

3.6.3衍射受限的OTF

3.7有像差系统的传递函数

3.8相干与非相干成像系统的比较

3.8.1截止频率

3.8.2像强度的频谱

3.8.3两点分辨

3.8.4其他效应

习题

第4章 部分相干理论

4.1实多色场的复值表示

4.2时间相干性、自相干函数与复自相干度

4.2.1非单色光的分振幅干涉及其数学描述

4.2.2自相干函数与复自相干度

4.2.3复自相干度与光功率谱密度的关系

4.2.4相干时间和相干长度

4.3空间相干性、互相干函数和复相干度

4.3.1分波面干涉及其数学描述

4.3.2互相干函数和复相干度

4.3.3互相干函数和互相干度的测量

4.4准单色条件、互强度和复相干因子

4.4.1准单色条件

4.4.2互强度和复相干因子

4.4.3相干面积

4.5准单色光的传播和衍射

4.5.1自由空间中准单色场互相干性的传播

4.5.2薄透明物体对互强度的影响

4.5.3部分相干光的衍射

4.6范西特-策尼克定理

4.6.1范西特-策尼克定理

4.6.2均匀圆形光源

4.6.3迈克尔逊测星干涉仪

4.7部分相干场中透镜的傅里叶变换性质

4.8部分相干光成像

4.8.1准单色光照明光学系统的物像关系

4.8.2准单色光照明下光学系统的频率响应

习题

第5章 光全息术

5.1引言

5.2全息术原理——波前记录与再现

5.2.1波前记录

5.2.2波前再现

5.2.3全息实验装置

5.3基元全息图分析

5.4平面全息图及其衍射效率

5.4.1菲涅耳全息图

5.4.2傅里叶变换全息图

5.4.3无透镜傅里叶变换全息图

5.4.4傅里叶变换全息图的两个特例

5.4.5像全息图

5.4.6相位全息图

5.4.7平面全息图的衍射效率

5.5体积全息图

5.5.1体全息图的记录与再现

5.5.2透射体全息和反射体全息

5.5.3体全息图的衍射效率

5.6计算全息术及其应用

5.6.1计算全息图

5.6.2计算全息术的应用

5.7全息记录介质

5.7.1卤化银乳胶

5.7.2重铬酸盐明胶

5.7.3光致抗蚀剂

5.7.4光导热塑

5.7.5光致聚合物

5.7.6光折变晶体

习题

第6章 空间光调制器

6.1概述

6.1.1空间光调制器的基本结构与分类

6.1.2空间光调制器的功能

6.1.3空间光调制器的基本性能参数

6.2液晶光阀

6.2.1液晶的光电特性

6.2.2光学寻址液晶光阀

6.2.3电寻址液晶光阀

6.3电光效应器件

6.3.1晶体的电光效应及其电光调制原理

6.3.2泡克尔斯读出光调制器

6.3.3微通道板空间光调制器

6.3.4 Si-PLZT空间光调制器

6.4磁光空间光调制器

6.4.1磁性材料的磁化特性与磁光效应

6.4.2器件结构

6.4.3工作原理

6.4.4器件性能

6.5表面形变空间光调制器

6.5.1 G-E表面形变空间光调制器

6.5.2数字微反射镜空间光调制器

6.6自电光效应器件空间光调制器

习题

第7章 光信息存储技术

7.1引言

7.2光盘存储

7.3超分辨率光存储技术

7.4三维光学存储：双光子存储

7.5三维光学存储：体全息存储

7.5.1体全息的基本原理

7.5.2体全息存储材料的存储机理与特性

7.5.3全息存储器的数据传输速率

7.5.4全息存储的应用举例

7.6四维光学存储

习题

第8章 光学信息处理技术

8.1引言

8.2光学频谱分析系统和空间滤波

8.2.1阿贝（Abbe）成像理论

8.2.2阿贝-波特（Abbe - Porter）实验

8.2.3空间频率滤波系统

8.2.4空间滤波的傅里叶分析

8.2.5滤波器的种类及应用举例

8.3相干光学信息处理

8.3.1相干光学信息处理系统

8.3.2多重像的产生

8.3.3图像的相加和相减

8.3.4光学微分-像边缘增强

8.3.5光学图像识别

8.3.6图像消模糊

8.3.7综合孔径雷达

8.4非相干光学信息处理

8.4.1图像的相乘和积分

8.4.2图像的相关和卷积

8.5白光信息处理

8.5.1 θ调制假彩色编码

8.5.2光学图像的彩色增强和存储

8.5.3黑白图像的白光密度假彩色编码

8.5.4多重像的产生

习题

第9章 图像的全息显示

9.1引言

9.2彩虹全息图

9.2.1线全息图消色模糊原理

9.2.2彩虹全息图的记录

9.2.3彩虹全息图的像质

9.3合成全息技术

9.3.1二维图片的记录

9.3.2平面多路合成全息

9.3.3 360°合成全息

9.4彩色全息术

9.4.1彩色全息的激光器和记录材料

9.4.2彩色彩虹全息

9.4.3反射体积彩色全息

9.5全息图的复制

9.5.1全息图的光学复制

9.5.2全息图的模压复制

9.5.3全息图的注塑复制

9.6数字像素全息技术

9.6.1数字全息图的制作方法

9.6.2数字全息图的设计

9.7其他全息显示技术

9.7.1全息电影

9.7.2边缘照明全息

9.7.3虚拟全息三维显示

习题

第10章 光学三维传感

10.1主动三维传感的基本概念

10.1.1主动照明的三维传感方法

10.1.2三种基本的结构照明方式

10.1.3三维传感系统的基本组成

10.2采用单光束的三维传感

10.2.1基本原理与计算公式

10.2.2散斑对激光三角法精度的影响

10.2.3测量实例（鞋楦三维面形测量）

10.2.4基于激光同步扫描的三维面形测量

10.3采用激光片光的三维传感

10.3.1激光片光的产生

10.3.2测量原理

10.3.3测量实例

10.4相位测量剖面术

10.4.1相位测量剖面术的原理

10.4.2产生结构照明的方法

10.4.3相位测量剖面术应用举例

10.5傅里叶变换剖面术

10.5.1基本原理

10.5.2 FTP方法的测量范围

10.5.3一种改进的方法

10.5.4动态过程三维面形测量

10.6调制度测量轮廓术

10.6.1基本原理

10.6.2信息处理方法

10.6.3测量实例

10.7其他光学三维轮廓测量方法

10.7.1采用激光扫描的三维共焦成像

10.7.2飞行时间法

10.7.3三维电视摄像机

习题

第11章 全息散斑干涉计量

11.1光学粗糙表面散射光场的统计特性

11.1.1物面系综上物表面散射光场的统计特性

11.1.2散射光场的一阶统计特性

11.1.3散射光场的强度自相关函数

11.2全息干涉的统计光学描述

11.2.1全息干涉的基本原理

11.2.2二次曝光全息干涉术的干涉场

11.2.3表面变形特性与散射光场特性的关系

11.2.4二次曝光全息干涉场的统计光学描述

11.3时间平均全息干涉术

11.4外差与准外差全息干涉术

11.4.1外差全息干涉技术

11.4.2准外差全息干涉技术

11.5散斑干涉术

11.5.1参考束型散斑干涉测量方法

11.5.2剪切散斑干涉测量方法

11.6电子散斑干涉测量技术

11.6.1电子散斑干涉仪的典型光路和原理

11.6.2电子散斑干涉相减技术的统计分析

11.7散斑照相测量术

11.7.1像面二次曝光激光散斑图的记录及其透过率函数

11.7.2二次曝光散斑图的逐点滤波

11.7.3二次曝光散斑图的全场滤波

11.7.4白光散斑照相测量术

11.8数字散斑照相测量术

11.8.1数字全场滤波技术

11.8.2数字逐点滤波技术

11.9散射板干涉仪

11.9.1散射板干涉仪的原理和基本光路

11.9.2干涉条纹形成的数理模型

习题

第12章 光通信中光学信息技术的应用

12.1布拉格光纤光栅

12.1.1布拉格光纤光栅的制作

12.1.2 FBG的应用

12.1.3工作在透射方式的光栅

12.2超短脉冲的整形和处理

12.2.1时间频率到空间频率的变换

12.2.2脉冲整形系统

12.2.3谱脉冲整形的应用

12.3光谱全息术

12.3.1全息图的记录

12.3.2信号的再现

12.3.3参考脉冲和信号波前之间延迟的影响

12.4阵列波导光栅

12.4.1阵列波导光栅的基本部件

12.4.2阵列波导光栅的应用

习题

参考文献

部分习题参考答案

附录A 二维δ函数的定义及性质

附录B 常用函数及其傅里叶变换

附录C 式（11-6-4）到式（11-6-5）的推导

汉英名词术语对照