信息光學試卷試題及答案

1、總分核分人卷號：A 信息光學試題 題號一二三四五六七八九十題分30203812得分注意：學號、姓名和所在年級班級不寫、不寫全或?qū)懺诿芊饩€外者，試卷作廢一 單項選擇題（10x3=30分）1.下列可用來描述點光源的函數(shù)是（ ）；（A） 矩形函數(shù)； （B） 三角型函數(shù)；（C） 函數(shù)； （D） 圓柱函數(shù)；2. 設其中大括號前面的表示正傅立葉變換算符，關(guān)于傅立葉變換的基本定理，下列關(guān)系錯誤的是（ ）；（A）（B）（C）（D）3. 波長的單位振幅平面波垂直入射到一孔徑平面上，在孔徑平面上有一個足夠大的模板，其振幅透過率為，則透射場的角譜為（ ）； (A) ； (B) ；(C) ； (D) ；4. 三角孔的

2、衍射圖樣的形狀為（ ）；(A) 三角形； (B) 十字形； (C) 星形； (D) 矩形5. 某光學系統(tǒng)的出瞳是一個邊長為D的正方形，其出瞳到像面的距離為，若用波長為的相干光照明，則其相干傳遞函數(shù)為（ ）；(A)； (B);(C)； (D)；6. 關(guān)于光學全息的下列說法，錯誤的是（ ）；(A) 全息照相記錄的是干涉條紋； (B) 全息照片上每一點都記錄物體的全息信息；(C) 全息照相記錄的是物體的像； (D) 全息的波前記錄和再現(xiàn)的過程，實質(zhì)上是光波的于涉和衍射的結(jié)果；7. 要想再現(xiàn)出菲涅耳全息圖的原始像，其再現(xiàn)條件為（ ）；(A) 用原參考光進行再現(xiàn)； (B) 用白光進行再現(xiàn)；(C) 用共軛

3、參考光進行再現(xiàn)； (D) 用原物光進行再現(xiàn)； 8. 設物光波函數(shù)分布為，其頻譜函數(shù)為，平面參考光是位于物平面上（0，b）點處的點光源產(chǎn)生的，將其放在透鏡的前焦面記錄傅里葉變換全息圖，則傅里葉變換全息圖的復振幅透過率函數(shù)為( ）； (A) (B) (C) (D) 9. 對一個帶寬為的帶限函數(shù)在空間域范圍內(nèi)進行抽樣時，滿足抽樣定理所需的抽樣點數(shù)至少為（ ）； (A) ; (B) ; (C) ; (D) ;10. 為了避免計算全息圖的各頻譜分量的重疊，博奇全息圖要求載頻滿足（ ）； A ; B ; C ; D ；二 填空題（共10x2=20分）11. ，其中F表示傅里葉變換。 12. 平面波的波長為

4、800 nm，與軸的方向角，則它在軸方向上的空間頻率為 。13. 從傅立葉光學的角度看，透鏡的作用是 。 14. 從空域看，孔徑的作用限制了入射波面的大小，從頻域看則是 了入射光場的角譜。 15. 光學全息照相術(shù)包括物光波前的記錄和再現(xiàn)兩個過程，全息照片同時記錄了波前的 信息和 信息。 16. 傅立葉變換全息圖記錄的是物的 信息。17. 限制色模糊的方法：一方面要進一步減小 ，另一方面要限制再現(xiàn)光源的 。18. 鹵化銀乳膠通常用于記錄 型全息圖漂白處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)?型全息圖。19. 計算全息的編碼就是利用計算機把全息平面上光波的復振幅分布編碼成全息圖的 變化。 20. 迂回相位編碼技術(shù)中對振幅和

5、相位的編碼的思想實際上是分別采用了通信理論中的空間脈沖 和空間脈沖 。三 計算題（共38 分）21. 應用卷積定理求的頻譜。（6分）22. 已知一平面波的復振幅表達式為試計算此波的波長以及在x, y, z各方向的空間頻率（7分）23. 一光學成像系統(tǒng)的出瞳函數(shù)為，其中，,是光波長，是出瞳到像面的距離。求出該成像系統(tǒng)的：1）相干傳遞函數(shù)；（5分）； 2）相干點擴散函數(shù)。（5分）24. 如圖1所示，點光源A（0，-40，150）和B（0，30，100）發(fā)出的球面波在記錄平面上產(chǎn)生干涉： （15分）（1）寫出兩個球面波在記錄平面上復振幅分布的表達式；（4分）（2）寫出干涉條紋強度分布的表達式；（4分

6、）（3）設全息干板的尺寸為100×100mm2，l=632.8nm，求全息圖上最高和最低空間頻率；說明這對記錄介質(zhì)的分辨率有何要求（7分）AB0yzx圖1 四光路設計（共12 分）25利用所學的知識，設計一個一步彩虹全息的記錄光路，并表明光學元件的名稱和作用以及說明設計記錄光路時該注意哪些問題。（12分）卷號：A 信息光學答案一 單項選擇題（10x3=30分）1. C, 2. B, 3 B, 4 C, 5 D, 6 C, 7 A, 8 A, 9 A, 10 B二 填空題（共10x2=20分）11. ；12.1/1600(nm-1); 13. 傅里葉變換；14.展寬；15.振幅，相位；

7、16.頻譜；17.物距，帶寬；18. 振幅，相位；19.透過率；20.寬度調(diào)制，位置調(diào)制三 計算題（共40 分）21. 解：根據(jù)卷積定理有解: (1分) (1分) (1分) (3分)22. 解：平面波復振幅的一般表達式為3分可知 2分2分由于波長在可見光范圍內(nèi)，故 取0.628 ，此時圓頻率的單位為因而系數(shù)的單位是 ，對應的空間頻率為23. 解：1）由傳遞函數(shù)與光瞳函數(shù)的關(guān)系有 （2分）（3分）2）由傳遞函數(shù)與點擴散函數(shù)的關(guān)系有 （2分）-（3分）24. 解： （1）兩點光源在記錄平面上的復振幅分別為. -(2分)- (2分)（2）干涉條紋強度分布的表達式為- (2分)（3）透過率的峰值出現(xiàn)在其相位為整數(shù)倍的地方，即 整理上式得 (2分)即可見，干涉條紋是一族同心圓，圓心位于（0，170）處。 (2分) (2分)則全息圖上最高空間頻率 (1分)全息圖上最低空間頻率 (1分)所以記錄介質(zhì)的分辨率要要大于1429周/mm才能記錄該干涉條紋。(1分)四光路設計（共12 分）圖 占8分記錄彩虹全息圖需注意的問題：1、狹縫的寬度應選擇適當: （2分） 1）狹縫過寬，再現(xiàn)時各波長對應的衍射區(qū)展寬， 引起“混頻”，像的單色性差 2）狹縫過窄，像的單