傅立叶光学导论（Goodman版）

傅立叶光学是现代光学的一个重要分支，它主要研究光波的空间频率特性，并利用傅立叶变换的方法来分析光波通过各种光学系统的过程。傅立叶光学导论（Goodman版）作为该领域的权威教程之一，详细介绍了傅立叶光学的基本理论、方法以及在现代光学信息处理中的应用。 在傅立叶光学中，一个重要的概念是“空间滤波”。空间滤波是通过对光波的空间频率成分进行操作来实现特定的信号处理功能。它基于傅立叶变换的原理，将图像从空间域转换到频域，通过滤波器对频域中的信号进行修改，再将信号转换回空间域，以达到所需的图像处理效果。空间滤波广泛应用于光学图像处理、成像系统设计、信号检测等领域。 光信息处理是傅立叶光学的另一个核心内容，它涉及到对光波进行编码、解码以及信息的传输和存储等过程。通过傅立叶变换的分析，可以对信息进行调制解调，从而实现光波信号的有效传输和处理。在成像系统中，光信息处理技术可以提高成像的清晰度，实现光学图像的压缩和增强。 在教材中，首先介绍了光学与通讯理论的关系，指出自20世纪30年代起，光学与电气工程中的通讯和信息理论越来越紧密地联系在一起。尽管两者处理的信息在时间性和空间性上有所差异，但从抽象的数学角度来看，它们都可以通过傅立叶分析和系统理论来描述。这是因为许多电子学网络和成像装置都具有线性性和时不变性这两个共同的基本性质。具有这两种性质的系统，在数学上可以利用频谱分析方法来描述，并且可以用频率响应来描述系统特性。 随后，教材详细讨论了二维线性系统，包括二维和傅立叶分析、线性系统理论以及空间抽样理论。在二维和傅立叶分析中，讲解了如何将二维图像信号转换到频域中进行处理，并分析其频谱特性。线性系统部分则介绍了线性系统的基本概念及其在信号处理中的重要性。空间抽样理论则讨论了如何从连续信号中采样得到离散信号，以及采样定理的数学基础。 教材接着介绍了光学成像系统的频谱分析，包括成像系统的一般分析、衍射受限的相干成像系统的频率响应、非相干成像系统的频率响应等。这部分内容详细阐述了成像系统如何通过频率响应来描述其性能，以及像差等因素对成像质量的影响。 在光学信息处理部分，教材首先介绍了光学信息处理的历史背景，并讨论了相位片、非相和干处理系统、空间综合等内容。这部分内容还探讨了Vander Lugt相关以及特征识别的应用。 教材详细介绍了波前重调下像和全息术，包括历史背景、波前重现问题、盖伯全息术、非线性效应以及脱厚度的影响等。全息术部分则着重讲解了全息成像的原理和应用，以及全息图像的产生、存储和重建。 Goodman版《傅立叶光学导论》全面而深入地覆盖了傅立叶光学的基础理论和应用技术，不仅适合光学、物理、工程等领域的研究人员和工程师，也适合相关专业领域的学生作为教材使用。通过学习这本书，读者可以全面掌握傅立叶光学的原理，了解并学会如何将傅立叶光学方法应用到实际的光学信息处理中。