Оптика. Выпуск десятый. Фильтрация пространственных частот оптических изображений. Цой В.И - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Фокальная плоскость линзы служит в этом смысле частотной плоскостью, точки которой
можно поставить в однозначное соответствие различным пространственным частотам.
Оказывается, что поле в задней фокальной плоскости собирающей линзы является
точным двумерным фурье-образом поля в передней фокальной плоскости (см. [3,6] ). Но
даже если предметная плоскость не совпадает с передней фокальной плоскостью, в задней
фокальной плоскости все же формируется фурье-образ предметного поля с точностью до
фазовых множителей. При этом недифрагированная часть волны фокусируется в
центральный максимум интенсивностимаксимум нулевого порядка. На расстояниях
±(λ/d)f от центрального максимума возникают максимумы интенсивности, называемые
максимумами +1-го и –1-го порядков. Положение максимумов интенсивности в
фокальной плоскости линзы указано стрелками с соответствующими номерами на рис.3.
φ
1
f
m= 0
m= -1
m= 2
m= 1
d
m= -2
Рис.3 Линза как анализатор спектра
пространственных частот:
d - период решетки;
f - фокусное расстояние линзы;
m - номер дифракционного порядка;
φ
1
- угол дифракции первого порядка.
Заметим, что несинусоидальная дифракционная решетка с периодом d может
рассматриваться как совокупность синусоидальных решеток с частотами штрихов 1/d, 2/d,
3/d…m/d, кратными основной частоте 1/d. Этот подход оправдан тем, что функция
пропускания решетки может быть представлена рядом Фурье - суммой гармонических
функций с частотами, кратными основной частоте. Ясно, что в фокальной плоскости
формируются соответствующие этим гармоническим составляющим максимумы
интенсивности на расстояниях ±m(λ/d)f от центрального максимума. Очевидно, что это
как раз те главные максимумы дифракции на решетке, которые определяются условием
равенства разности хода лучей от соседних щелей решетки целому числу длин волн:
dsinφ
m
= ±mλ , φ
m
~ ±m(λ/d).
6