信息光學(xué)-2-第一章-傅里葉變換光學(xué)與相因子分析方法

傅里葉變換光學(xué)

與相因子分析方法第一章《現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)》之第六章什么是光？光是一種人類眼睛可以見的電磁波（可見光譜）。在科學(xué)上的定義，光有時(shí)候是指所有的電磁波譜。光是由一種稱為光子的基本粒子組成。具有粒子性與波動(dòng)性，或稱為波粒二象性。光可以在真空、空氣、水等透明的物質(zhì)中傳播。光的速度：光在真空中的速度為每秒30萬千米（精確點(diǎn)就是c=299792458m/s）。人類肉眼所能看到的可見光只是整個(gè)電磁波譜的一部分。電磁波之可見光譜范圍大約為390～760nm。光是地球生命的來源之一。光是人類生活的依據(jù)。光是人類認(rèn)識(shí)外部世界的工具。光是信息的理想載體或傳播媒質(zhì)。麥克斯韋方程組波動(dòng)方程解復(fù)數(shù)形式平面波形式球面波形式緒論信息光學(xué)，是現(xiàn)代光學(xué)與信息科學(xué)相互交叉的學(xué)科，已成為信息科學(xué)與信息技術(shù)的重要組成部分?，F(xiàn)代光學(xué)三大事1948年全息術(shù)的提出；1955年作為像質(zhì)評(píng)價(jià)的光學(xué)傳遞函數(shù)的興起；1960年新型光源——激光器的誕生。現(xiàn)代光學(xué)的重大進(jìn)展之一是引入傅里葉變換的概念，由此逐漸發(fā)展而形成光學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)新分支——傅里葉變換光學(xué)。

傅里葉光學(xué)的基本概念起源于19世紀(jì)后期。20世紀(jì)60代激光問世后，迅速發(fā)展為一門新的光學(xué)學(xué)科?；舅枷耄河妙l譜的語言分析物面的信息，用改變頻譜的手段來處理信息。傅里葉光學(xué)是信息光學(xué)的理論基礎(chǔ)。光波在傳遞信息過程中，伴隨能量的傳遞。

有效利用光輻射的能量：照明工程、激光武器、激光加工、太陽能利用

考慮包含光信息的光場(chǎng)分布在傳遞過程中所發(fā)生的變化：光信息的記錄、顯示和測(cè)量，光信息的處理等自發(fā)光物體或間接發(fā)光物體依本身的形狀、明暗、色彩改變光波的位相、光強(qiáng)、波長(zhǎng)等，對(duì)光波產(chǎn)生空間調(diào)制。調(diào)制與照明光波的性質(zhì)有關(guān)。相干光照明，空間振幅和位相調(diào)制；非相干光照明，空間強(qiáng)度調(diào)制；部分相干光照明，物體將改變光波場(chǎng)的互相干函數(shù)；白光照明彩色圖像或物體，會(huì)使某些波長(zhǎng)的光吸收或投射或漫反射，產(chǎn)生空間的波長(zhǎng)調(diào)制。物體本身的信息轉(zhuǎn)化為這樣一些形式的光信息由光波攜帶而傳遞出去。光學(xué)系統(tǒng)可看作收集和傳遞信息的系統(tǒng)，其作用和通信系統(tǒng)在本質(zhì)上是相同的。通信系統(tǒng)信息是時(shí)間性：隨時(shí)間變化的電流和電壓信號(hào)光學(xué)系統(tǒng)信息是空間性：復(fù)振幅或強(qiáng)度的空間分布在電信理論中，要研究線性網(wǎng)絡(luò)怎樣收集和傳輸電信號(hào)，一般采用線性理論和傅里葉頻譜分析方法。50年代，人們把將電信理論中使用的傅里葉分析方法移植到光學(xué)領(lǐng)域而形成新學(xué)科。在光學(xué)領(lǐng)域里，光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)線性系統(tǒng)，也可采用線性理論和傅里葉變換理論，研究光怎樣在光學(xué)系統(tǒng)中的傳播。兩者的區(qū)別在于：電信理論處理的是電信號(hào)，是時(shí)間的一維函數(shù)，頻率是時(shí)間頻率，只涉及時(shí)間的一維函數(shù)的傅里葉變換；在光學(xué)領(lǐng)域，處理的是光信號(hào)，它是空間的三維函數(shù)，不同方向傳播的光用空間頻率來表征，需用空間的三維函數(shù)的傅里葉變換。6.1衍射系統(tǒng)波前變換光源：脈沖光源：連續(xù)光源：穩(wěn)定地持續(xù)發(fā)光。激發(fā)一個(gè)長(zhǎng)波列而在空間推移。波場(chǎng)中的各點(diǎn)以與光源同樣的時(shí)間特性穩(wěn)定地持續(xù)發(fā)生擾動(dòng)，且擾動(dòng)的基本形式是簡(jiǎn)諧式振蕩。發(fā)光短暫，激發(fā)一個(gè)波包而在空間傳播。定態(tài)波場(chǎng)（波列無限長(zhǎng)）空間各點(diǎn)的擾動(dòng)是同頻率的簡(jiǎn)諧振蕩。頻率由振源決定。波場(chǎng)中各點(diǎn)擾動(dòng)的振幅不隨時(shí)間改變，在空間形成一個(gè)穩(wěn)定的振幅分布。穩(wěn)態(tài)單色光波場(chǎng)，可只用復(fù)振幅來描述：1.單色平面波復(fù)振幅:特點(diǎn)：振幅A為常數(shù)，與場(chǎng)點(diǎn)坐標(biāo)無關(guān)。位相因子是場(chǎng)點(diǎn)直角坐標(biāo)的線性函數(shù)——線性相因子。2.單色球面波復(fù)振幅:發(fā)散：傍軸區(qū)，近似得會(huì)聚：設(shè)點(diǎn)波源在原點(diǎn)O

，特點(diǎn)：振幅與場(chǎng)點(diǎn)到光源的距離的一次方成反比。位相因子在傍軸近似下只含線性項(xiàng)和二次項(xiàng)。衍射系統(tǒng)衍射系統(tǒng)中關(guān)注三個(gè)場(chǎng)分布：入射場(chǎng)出射場(chǎng)衍射場(chǎng)衍射屏：凡能使波前上復(fù)振幅發(fā)生改變的物。反射物、透射物。衍射系統(tǒng)以衍射屏為界分前后兩個(gè)空間：照明空間、衍射空間.衍射系統(tǒng)中貫穿波前變換衍射屏定義：三種類型：振幅型：幅角為常數(shù)，如孔型衍射屏。相位型：模為常數(shù)，如閃耀光柵、透鏡、棱鏡。相幅型：一般情況，模與幅角均為x,y的函數(shù)。兩個(gè)衍射屏相疊，其等效屏函數(shù)等于各屏函數(shù)的乘積。什么是衍射當(dāng)光波在傳播中，由于某種因素，使其波前振幅分布或相位分布發(fā)生變化，則其后場(chǎng)不同于自由傳播場(chǎng)——發(fā)生衍射。這是對(duì)“衍射現(xiàn)象因果關(guān)系”普遍概括。無衍射屏存在時(shí)的自由傳播場(chǎng)有衍射屏函數(shù)作用。改變波前，從而改變后場(chǎng)分布，發(fā)生衍射。6.2相位衍射元件——透鏡與棱鏡透鏡的相位變換函數(shù)透鏡有兩個(gè)作用

（1）限制波前（2）變換波前——改變聚散中心。相位變換函數(shù)近似條件——忽略反射、吸收損耗，純相位型屏函數(shù)導(dǎo)出屏函數(shù)PQ近似條件：薄透鏡、且傍軸，有入射點(diǎn)P(x,y)

與出射點(diǎn)Q(x,y),坐標(biāo)相近，“等高出射”；L(PQ)可近似地沿‖光軸計(jì)算：其中，薄透鏡作為相位元件其相位屏函數(shù)為（1）薄透鏡的相位變換函數(shù)具有“二次相因子”。（2）在理論分析時(shí)，若存在“二次相因子”的變換函數(shù)，則其作用等效于一個(gè)薄透鏡，——對(duì)被作用的波前起聚散作用。薄透鏡焦距公式平行光軸入射光波前函數(shù)出射光的波前函數(shù)從相因子看，是傍軸球面波，聚散中心為(0,0,F)焦距為F，可正可負(fù)。0>F，會(huì)聚透鏡；0<F，發(fā)散透鏡薄透鏡傍軸成像公式發(fā)散球面波入射，其波前函數(shù)為出射波前函數(shù)為出射波前函數(shù)表達(dá)式表明，它代表一列聚散球面波。因?yàn)橄嘁蜃觾H有二次相因子。聚（散）中心在(0,0S′)——S′具有像距的意義。即薄透鏡傍軸成像、物像距之關(guān)系為棱鏡的相位變換函數(shù)棱鏡的作用：在光學(xué)系統(tǒng)中，棱鏡的作用不是成像，而是起偏轉(zhuǎn)作用——改變光束的傳播方向。推導(dǎo)相位變換函數(shù)：特殊方位（棱鏡棱邊平行與y軸）相位差：棱鏡的相位變換函數(shù)為：其中

α1和α2是界面法線方向N的兩個(gè)方向余弦角的余角。特殊方位一般方位棱鏡傍軸成像公式發(fā)散球面波入射，其波前函數(shù)為出射波前函數(shù)為從相因子看，是一列軸外發(fā)散球面波，其中心位置Q′，坐標(biāo)為:有趣的事——改寫兩個(gè)因子的前后位置，這相當(dāng)于焦距為－S的發(fā)散透鏡，作用于向下斜入射的平面波，最終成為一列發(fā)散球面波?？梢姡彰鞯那蛎娌?，在某種場(chǎng)合，可以起一個(gè)透鏡的作用。窗函數(shù)分析透鏡的相位變換函數(shù)，棱鏡的相位變換函數(shù)時(shí)，未計(jì)元件孔徑影響。若考慮此影響，可引入一個(gè)孔型函數(shù)——窗函數(shù)。實(shí)際光學(xué)元件的屏函數(shù)等于窗函數(shù)內(nèi)變換函數(shù)與窗函數(shù)的乘積相應(yīng)的出射波前函數(shù)為：6.3波前相因子分析法二維波前決定三維波場(chǎng)波場(chǎng)的主要特征體現(xiàn)在波前函數(shù)的相因子中。理論上：復(fù)雜波場(chǎng)分解為一系列不同方向的平面波或不同聚散中心的球面波。實(shí)際上：不同方向的平面波和不同聚散中心的球面波可用透鏡進(jìn)行實(shí)際上的分離。波前相因子分析法：根據(jù)波前函數(shù)的相因子，來判斷其波場(chǎng)的類型、分析其衍射場(chǎng)的主要特性。兩類典型相因子函數(shù)：1.波前函數(shù)的相因子：平面波前與球面波前（系可供選擇的兩種基元成分）2.變換函數(shù)的相因子：透鏡與棱鏡（系兩種基本的變換元件）相因子判斷法大意：（1）根據(jù)波前相因子，來判斷由此波前所決定的波場(chǎng)的類型和特征；（2）根據(jù)變換相因子，來判斷此變換函數(shù)的主要功能，它等效于一種什么光學(xué)元件。（1）平面波（2）球面波（1）透鏡（2）棱鏡其空間角頻率為其空間頻率為余弦型環(huán)狀波帶片的衍射場(chǎng)這種余弦型環(huán)狀波帶片怎么來？？？一傍軸球面波與平面波作相干疊加。疊加場(chǎng)的波前函數(shù)為：干涉強(qiáng)度分布：余弦型環(huán)狀波帶片的屏函數(shù)為用一束同波長(zhǎng)的平行光正入射，投射波前函數(shù)為：正出射的平面衍射波正出射的發(fā)散球面波正出射的會(huì)聚球面波0級(jí)平面衍射波：照明波的直接透射波。＋1級(jí)發(fā)散球面波：波片起一個(gè)發(fā)散透鏡的作用－1級(jí)會(huì)聚球面波：波片起一個(gè)會(huì)聚透鏡的作用。為何波片能起到透鏡的作用？制備波片時(shí)，傍軸球面波提供二次相因子。先一步的波前相因子，可以轉(zhuǎn)化為后一步衍射場(chǎng)合中的光學(xué)元件。高斯光束經(jīng)透鏡的變換（1）高斯光束曲率半徑：各等相面的曲率中心不重合于一點(diǎn)，是隨光束的傳播而移動(dòng)。（2）透鏡對(duì)高斯光束的變換于是像方的腰粗與腰距被表達(dá)為:透鏡可以變換高斯光束的波面形貌，但是無法改變其橫向的振幅分布。變換后光束仍為高斯光束。6.4余弦光柵的衍射場(chǎng)余弦光柵的屏函數(shù)▲空間頻率概念(1)二維性x,y方向的空間周期空間頻率(2)有正負(fù)(3)光學(xué)中，二維平面上的空間周期性，常指光強(qiáng)分布，或復(fù)振幅分布。典型一般制備——兩束平行光干涉記錄；線性洗印。雙光束干涉強(qiáng)度分布為余弦光柵的屏函數(shù)“暗室”線性洗印，以獲得可由“光密度計(jì)”鑒測(cè)這里涉及“光化學(xué)”——記錄介質(zhì)乳膠特性研究。余弦光柵的衍射特征這表明，經(jīng)余弦光柵，后場(chǎng)主要成分是三列平面衍射波。理論說明——波長(zhǎng)λ平行光正入射出射場(chǎng)——正出射平面衍射波，稱為0級(jí)波；——一列向上斜出射平面衍射波，稱為＋1級(jí)波，其方向角滿足：——一列向下斜出射平面衍射波，稱為－1級(jí)波，方向角：我們運(yùn)用“相因子判斷法”十分簡(jiǎn)潔地揭示了余弦光柵的衍射特征——三個(gè)衍射斑。更具意義的是：衍射斑的光學(xué)特征反映了余弦光柵作為一種典型結(jié)構(gòu)的特征。其±

1級(jí)衍射斑的角方位與余弦光柵的空間頻率一一對(duì)應(yīng)：▲特征表實(shí)際光柵的寬度D有限，透射的三列平面衍射波的波前是受限的，故均有一定的發(fā)散角。在焦面上衍射斑有一半角寬度余弦光柵的組合（1）平行密接組合G1

·G2

：共有9個(gè)衍射斑，分布于x′軸上，方向角分別為（2）正交密接組合G1

·G2

：設(shè)某光柵其屏函數(shù)含有兩種頻率成分：其衍射場(chǎng)主要特征：有5個(gè)譜斑(3)復(fù)合光柵這種復(fù)合光柵怎么來？？？理論上：來自周期結(jié)構(gòu)的傅里葉級(jí)數(shù)展開，其中每個(gè)傅里葉成分，便是一個(gè)“余弦光柵”。實(shí)驗(yàn)上：可采取“二次曝光”以獲之。屏函數(shù)曲線圖釋疑——余弦光柵衍射的實(shí)數(shù)處理波函數(shù)的復(fù)振幅描述其優(yōu)越性在于，將波動(dòng)的時(shí)間相因子與空間相因子分離，使進(jìn)一步的數(shù)學(xué)處理較為省事。分析余弦光柵衍射特征時(shí)，用歐拉公式分解余弦，然后用相因子分析法來判斷，為兩個(gè)方向的平面衍射波。這純數(shù)學(xué)分解在物理上是否滿足呢？若不采取波函數(shù)的復(fù)數(shù)表示，那兩列波從何而來？？？用實(shí)數(shù)來表示波函數(shù)！正出射平面衍射波一列向上斜出射平面衍射波一列向下斜出射平面衍射波兩列斜出射平面衍射波的方向角滿足:結(jié)論與復(fù)振幅表示時(shí)相同?。?.5夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)現(xiàn)屏函數(shù)的傅里葉變換▲以一維空間周期函數(shù)為基礎(chǔ)任意柵函數(shù)的傅氏級(jí)數(shù)展開其傅氏級(jí)數(shù)展開式，有三種形式可供選用：(1)余弦正弦式(2)余弦相移式(3)指數(shù)式▲頻譜概念▲二維周期函數(shù)的傅里葉級(jí)數(shù)展開傅里葉系數(shù)的集合，反映了原函數(shù)中各種空間頻率成分所占的分量，通常稱其為傅里葉頻譜，簡(jiǎn)稱頻譜。頻譜是離散譜，即頻率只取特定的離散值；周期函數(shù)的頻譜是離散譜頻譜是連續(xù)譜，即頻率可連續(xù)取值；非周期函數(shù)的頻譜是連續(xù)譜；實(shí)際柵函數(shù)為準(zhǔn)周期函數(shù)，其頻譜介于連續(xù)譜與離散譜之間，而更具離散譜的特性，我們稱其為準(zhǔn)離散譜。-1-3310光柵屏例題——矩形光柵衍射場(chǎng)的傅里葉分析平行光正入射，透射波前為：矩形光柵屏函數(shù)的傅里葉展開：傅里葉系數(shù)：是一系列不同方向的平面衍射波，其方向角由各自的線性相因子確定第n級(jí)平面衍射波成分：與余弦光柵的衍射相比較：傅里葉光學(xué)的基本思想凝聚為一個(gè)表述：夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)現(xiàn)了屏函數(shù)的傅里葉變換。衍射場(chǎng)點(diǎn)位置與空間頻率成分一一對(duì)應(yīng)，角方位線坐標(biāo)6.6超精細(xì)結(jié)構(gòu)的衍射——隱失波結(jié)構(gòu)按空間頻率分級(jí)衍射隱失波的出現(xiàn)隱失波的特點(diǎn)：（1）其波矢一個(gè)分量為實(shí)數(shù)，一個(gè)分量為虛數(shù)，且為實(shí)數(shù)的波矢分量的數(shù)值大于波矢總量。（2）其波動(dòng)性，僅體現(xiàn)在沿界面（結(jié)構(gòu)屏面）x方向的行波，而沿縱深z方向無波動(dòng)性，且等幅面與等相面正交。衍射隱失波的穿透深度：為使振幅衰減為原來的1/e的空間距離。與超臨界角時(shí)透射產(chǎn)生的隱失波比較頻譜面

透鏡像面

6.7阿貝成像原理與空間濾波實(shí)驗(yàn)

阿貝成像原理圖中光線不同的顏色表示發(fā)自不同的物點(diǎn).準(zhǔn)單色平行光照明物平面，其上各點(diǎn)成為次波源發(fā)射球面波充滿系統(tǒng)，彼此是相干的——相干成像系統(tǒng)。如何看待該系統(tǒng)成像過程？他將物或像看成一系列不同空間頻率信息的集合；成像過程被分為兩步：第一步，衍射——入射光經(jīng)物面發(fā)生夫瑯禾費(fèi)衍射，在后焦面上出現(xiàn)一系列譜斑，即物頻譜。第二步，干涉——譜斑作為新的次波源，即物頻譜作為新的波前，發(fā)出次波而到達(dá)像面，它們相干疊加而形成像。這是關(guān)于相干成像的兩步成像理論，稱為阿貝成像原理。它著眼于頻譜及頻譜的變換——第一步“分頻”，第二步“合成”。Abbe

原理的證明——三孔干涉場(chǎng)任何圖像＝一系列余弦光柵之和，即余弦單頻信息是衍射的基元信息。故以單頻余弦信息為對(duì)象，論證Abbe

原理，具有普遍性價(jià)值。設(shè)物光波前它產(chǎn)生三個(gè)衍射斑S0、S+1、S-1，被看作三個(gè)點(diǎn)源，在像面上相干疊加代入，并注意到“物像等光程性”，引入傳播系數(shù)P，并注意到再應(yīng)用Abbe

正弦條件和余弦光柵衍射角公式化簡(jiǎn)橫向線放大率。最后結(jié)果（1）單頻信息ff′依然是單頻信息。而f≠f′，那只是幾何上的縮放，這不影響像質(zhì)。（2）影響像質(zhì)的是“復(fù)振幅襯比度γ——交流項(xiàng)系數(shù)與直流項(xiàng)之比值，而目前像完全再現(xiàn)物！?。?）其中，二次相因子系數(shù)，可以暫且不管，它不影響強(qiáng)度分布，何況可用適當(dāng)?shù)墓饴酚枰韵??！刂诡l率fM（估算）▲其真正價(jià)值在于為空間濾波——光學(xué)信息處理技術(shù)開辟了一條理論途徑，啟發(fā)人們從改變頻譜入手以改變輸出信息?？臻g濾波概念和空間濾波器簡(jiǎn)單的空間濾波器——低通、高通、帶通、方向?？臻g濾波概念：通過主動(dòng)地改變頻譜，來改造圖像。凡是能夠改變光信息的空間頻譜的器件，通稱為光學(xué)濾波器或空間濾波器?？臻g濾波實(shí)驗(yàn)▲物為一維矩形光柵、濾波器為一可調(diào)單狹縫屏上無條紋光柵的頻譜傅氏面上的光闌只讓零級(jí)通過.它是一個(gè)低通濾波器.屏幕上光強(qiáng)分布控制頻譜就控制了像面屏上有細(xì)小的亮條紋.．光柵的頻譜傅氏面上的光闌讓零級(jí)和正負(fù)一級(jí)通過.屏幕上光強(qiáng)分布,是基頻和直流成分頻譜面上的光闌使物的頻譜通過得越多，所成的像與物越接近．▲物為二維正交網(wǎng)格、濾波器為一可轉(zhuǎn)動(dòng)單縫

Abbe-Porter實(shí)驗(yàn)6.8光學(xué)信息處理列舉

從顯微鏡頭阿貝成像發(fā)展為4F系統(tǒng)光信息處理實(shí)現(xiàn)了

物場(chǎng)復(fù)振幅分布與像場(chǎng)之間的純凈轉(zhuǎn)換（僅存幾何放大），這意味著輸入的物平面應(yīng)當(dāng)設(shè)定于透鏡的前焦面，于是形成“4F系統(tǒng)”，一切空間濾波與信息處理均可在4F系統(tǒng)中操作。理解4F系統(tǒng)——對(duì)波前變換的數(shù)學(xué)描寫推演相干成像的像質(zhì)評(píng)價(jià)——相干光學(xué)傳遞函數(shù)（OTF）人們關(guān)心輸出圖像相對(duì)輸入圖像的變化——以“頻譜”眼光評(píng)價(jià)成像系統(tǒng)的傳輸性能這為圖像處理提供了一種理論指導(dǎo)。圖像加減其空間濾波器為一余弦光柵。（1）一對(duì)三

物平面的圖像，余弦光柵作為濾波器后，像面上將顯示出三幅圖像，0級(jí)像仍在中心，±1級(jí)像分別沿x’方向移動(dòng)。（2）位移量與相移量

余弦光柵沿u方向平移一個(gè)距離Δu，將會(huì)引起相移，但像的位置不變。0級(jí)無相移，±1級(jí)相移量等值反號(hào)。這些相因子的出現(xiàn)不影響像面上的強(qiáng)度分布。根據(jù)余弦光柵作為濾波器的特性，實(shí)現(xiàn)圖像的加減：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)——濾波器定位余弦光柵濾波器每位移1/4周期，兩幅圖之相位差就改變?chǔ)?；余弦光柵在緩慢位移中，交替出現(xiàn)圖像相加和圖像相減。圖像間隔物面上兩幅圖像的位置：像面上兩組圖像的位置：圖像微分其空間濾波器為一復(fù)合余弦光柵。突出強(qiáng)度變換比較大的部分，使輪廓本來模糊的圖像變得棱角分明，有助于人們確認(rèn)或鑒別特征圖像。圖像微分的數(shù)學(xué)描寫(1)設(shè)圖像函數(shù)為則其微分運(yùn)算為從光學(xué)眼光看，(2)選擇復(fù)合光柵為濾波器，實(shí)現(xiàn)上述“兩步”于是，在4F系統(tǒng)中便輸出5幅“原像”：這實(shí)現(xiàn)了“微移”——位錯(cuò)其位錯(cuò)量圖片允許的最大尺寸為：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)顯色濾波（θ調(diào)制實(shí)驗(yàn)）白光照明，頻譜面上同時(shí)展現(xiàn)圖像的空間頻譜與光源的時(shí)間頻譜。黑白膠卷顯示彩色圖像藍(lán)G,水平；紅G，垂直；綠G，斜向。魔片G：調(diào)制光柵三原色、三個(gè)不同取向，“三三制光柵”編碼6.9澤尼克的相襯法相襯法Phasecontrastmethod,1935年提出；相襯顯微鏡，第一臺(tái)誕生，1941年；1953年，F(xiàn)ritsZernike獲Nobel物理獎(jiǎng).相位物Phaseobjects.高度透明物其物信息，集中被反映在相位函數(shù)兩種基本類型：自然還有混和型相位物廣泛地存在于生物切片，晶體切片，凝聚態(tài)薄膜……相襯法原理(1)若不添加任何濾波器，則均勻一片，無強(qiáng)度起伏，丟失相位信息。(2)若在后焦點(diǎn)（零級(jí)譜斑）添加相移滴，則像場(chǎng)（干涉場(chǎng)）內(nèi)部的相位關(guān)系發(fā)生了變化。讓我們分析其變化及后果：展開物函數(shù)（3）計(jì)及0級(jí)譜斑的相移——須知，點(diǎn)源的相移將波及整個(gè)像面，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。換句話說，譜面上的點(diǎn)相移將導(dǎo)致與其相應(yīng)的空間頻率信息的相移。數(shù)學(xué)描寫：物相位信息已經(jīng)反映到可觀測(cè)的光強(qiáng)分布上了。相襯原理的實(shí)驗(yàn)演示弱相位條件下的近似，為了線性調(diào)制考慮近似條件這說明兩者之間呈線性關(guān)系，樣品上的相位信息，線性地調(diào)制了像面上的光強(qiáng)分布。這有利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。調(diào)制靈敏度——取決于系數(shù)可謂之相襯度（相移引來像面光強(qiáng)襯比度）相襯法內(nèi)涵雙光場(chǎng)干涉相襯法的數(shù)值模擬相位光柵功率譜??！像面光強(qiáng)分布：頻譜函數(shù)：第m級(jí)譜斑中心的復(fù)振幅：一臺(tái)實(shí)際相襯顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)6.10相位物可視化的其它光學(xué)方法