II Pracownia Fizyczna

Transformacje optyczne

Celem zadania jest poznanie podstaw teoretycznych oraz badania doświadczalne filtrów optycznych dokonujących filtracji częstości przestrzennych.

W zależności od uznania opiekuna zadania tematem części doświadczalnej może być:

• Badanie wpływu różnych filtrów (znajdujących się w zestawie doświadczenia) na transformacje sygnałów optycznych.
• Samodzielne zaprojektowanie, wykonanie i przebadanie odpowiednich filtrów do filtracji częstości przestrzennych.
• Wykonanie i zbadanie innych prostych elementów optyki fourierowskiej, np. soczewek Fresnela, siatek dyfrakcyjnych itp.

Zagadnienia teoretyczne objete kolokwium:

1. Przekształcenie Fouriera jako teoretyczna podstawa (częstościowej) analizy sygnału optycznego. Własności przekształcenia Fouriera.
2. Teorie dyfrakcji:
   • skalarna teoria dyfrakcji Kirchoffa,
   • teoria Fresnela,
   • teoria Fraunhoffera.
3. Soczewka jako element realizujący przekształcenie Fouriera:
   • transformacja fazy fali płaskiej w soczewce,
   • transformacja amplitudy fali w soczewce,
   • dwusoczewkowy układ odwzorowujący.
4. Obraz składowych widma częstości przestrzennych, a obraz dyfrakcyjny - transformacja fali płaskiej na periodycznej siatce dyfrakcyjnej o prostokątnej transmitancji szczelin.
5. Filtracja przestrzenna:
• teoria Abbego dwustopniowego tworzenia obrazu,
• układy optyczne dokonujące filtracji częstości przestrzennych,
• rodzaje filtrów częstości przestrzennych.

Literatura

1. W.T. Cathey, Optyczne przetwarzanie informacji i holografia, PWN Warszawa 1978.
2. J. Ginter, Fizyka fal, tom 2: Promieniowanie i dyfrakcja. Stany związane, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1993.
3. K. Gniadek, Optyczne przetwarzanie informacji, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1992.
4. R. Jóźwicki, Teoria odwzorowania optycznego, PWN Warszawa 1980.
5. M. Pluta, Holografia optyczna, PWN Warszawa 1980.