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《信息光学》考试大纲 适用专业名称 ：物理学
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科目代码及名称 | 考试大纲
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3 信息光学 | 考试目的与要求 测试考生信息光学主要内容：光信息的描述、光信息分析基础、光信息的传播、光学成像系统分析、光学全息基础等方面知识的理解掌握程度及对知识的运用能力；了解并掌握光学信息处理技术的基本理论和方法；同时考察学生分析与解决问题的综合能力。 试卷结构 （满分 1 0 0 分） 1 ． 内容比例 光信息的描述
约1 0 分 光信息分析基础
约 2 0分 光信息的传播
约 30 分 光学成像系统分析
约 30 分 光学全息基础
约 10 分 2 ． 题型比例 填空题
20分 简答题
30分 综合题
50分 三、考试内容与要求
（一）光信息的描述
考试内容： 光波的数学描述，球面波、平面波、空间频率、角谱；常用的非初等函数和特殊函数；卷积和相关。 考试要求： 掌握平面波、球面波的数学表述；掌握空间频率和角谱的物理内涵。 熟练掌握非初等函数和特殊函数的表述和物理内涵。 掌握卷积和相关的计算及其物理内涵。
（二）光信息分析基础
考试内容：傅里叶变换及其变换性质；光波传播的系统理论，线性系统；抽样定理。 考试要求： 熟练掌握非初等函数和特殊函数的空域-频域傅里叶变换关系。 掌握线性系统的一般表述及其判断标准。 掌握抽样定理的计算及其物理内涵。
（三） 光信息的传播 考试内容：标量衍射理论，基尔霍夫衍射理论；衍射的角谱理论；菲涅尔衍射；夫琅禾费衍射；衍射光栅。 考试要求： 熟悉惠更斯-菲涅尔原理以及基尔霍夫衍射公式。 熟悉平面波角谱传播理论及衍射孔径对角谱的作用。 掌握菲涅尔衍射成立的条件及其空域、频域的表达式。 掌握夫琅禾费衍射成立的条件及其空域、频域的表达式。 掌握线光栅、余弦型振幅光栅、正弦型相位光栅的复振幅透过率表达式。
（四） 光学成像系统分析 考试内容： 透镜的相位调制；透镜的傅里叶变换性质；透镜的成像规律；衍射受限相干成像系统的频率响应；衍射受限非相干成像系统的频率响应；OTF和CTF的关系；相干与非相干成像系统的比较。 考试要求： 了解薄透镜对入射光波的复振幅作用规律。 熟练掌握物体在透镜前和透镜后的傅里叶变换规律及其物理内涵。 理解并掌握透镜尺寸对点扩散函数的影响。 熟练掌握衍射受限系统CTF与截止频率的计算及其物理内涵。 熟练掌握衍射受限系统OTF与截止频率的计算及其物理内涵。 掌握OTF和CTF的区别和联系。 掌握相干和非相干成像系统空域和频域的成像区别。 光学全息基础 考试内容： 全息基本原理：记录与重建；同轴全息图和离轴全息图；基元全息图；几种不同类型的全息图。 考试要求： 掌握全息记录、再现的原理及其数学表述。 掌握同轴全息图和离轴全息图的技术特点及再现像区别。 掌握基元光栅、基元波带片物理内涵及其数学表述。 掌握几类全息图的技术特点及其各自优势，能够根据要求自行设计全息记录光路。 参考书目 ： 1） 《傅里叶光学》（第三版）， 吕乃光等 , 机械工业出版社 , 2016年 . |
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