【技术实现步骤摘要】
一种基于轴棱锥-透镜组合的光学空间滤波系统及其工作方法
本专利技术涉及一种基于轴棱锥-透镜组合的光学空间滤波系统及其工作方法，属于光学信息处理
技术介绍
阿贝(Abbe)成像理论是现代成像光学和光学信息处理技术的基础。该理论认为：光学成像过程分为两步，第一步是从物面到频谱面，物光波中所包含的不同空间频率的信息成分对应于不同传播方向的平面波，这些平面波会聚于频谱面上的不同点形成空间频谱；第二步是从频谱面到像面，频谱面上的每一点作为次波源发出的次级球面波在像面叠加形成物体的像。光学空间滤波是在频谱面上通过施加滤波器改造频谱从而达到改造输出像的操作或过程。传统光学空间滤波基于阿贝成像理论和透镜的傅里叶变换特性，最常用最典型的光学空间滤波系统是光学4f系统，在4f系统中，当采用沿光轴传播、波长为λ的单位振幅相干平面波波照明物体时，频谱面上空间频率坐标(fx,fy)与空间坐标(x,y)之间的对应关系为和其中λ是光波波长、f是透镜焦距；由此可见，在频谱面上，空间频率越高离坐标原点(轴上点)越远，零频成分(直流项...
【技术保护点】
1.一种基于轴棱锥-透镜组合的光学空间滤波系统，其特征在于，所述系统包括沿光轴方向依次设置的相干光源、扩束准直器、输入物体、第一轴棱锥、第一傅里叶变换透镜、空间滤波器、第二傅里叶变换透镜、第二轴棱锥及输出图像接收器；/n所述输入物体所在的面为输入面，即物面，所述输入面位于所述第一傅里叶变换透镜的前焦面上；/n所述空间滤波器所在的面为空间频谱面，所述空间频谱面位于所述第一傅里叶变换透镜的后焦面，且位于所述第二傅里叶变换透镜的前焦面；/n所述输出图像接收器所在的面为输出面，即像面，所述输出面位于所述第二傅里叶变换透镜的后焦面上；/n所述相干光源出射相干光束，经过扩束准直器后将相...
【技术特征摘要】
1.一种基于轴棱锥-透镜组合的光学空间滤波系统，其特征在于，所述系统包括沿光轴方向依次设置的相干光源、扩束准直器、输入物体、第一轴棱锥、第一傅里叶变换透镜、空间滤波器、第二傅里叶变换透镜、第二轴棱锥及输出图像接收器；
所述输入物体所在的面为输入面，即物面，所述输入面位于所述第一傅里叶变换透镜的前焦面上；
所述空间滤波器所在的面为空间频谱面，所述空间频谱面位于所述第一傅里叶变换透镜的后焦面，且位于所述第二傅里叶变换透镜的前焦面；
所述输出图像接收器所在的面为输出面，即像面，所述输出面位于所述第二傅里叶变换透镜的后焦面上；
所述相干光源出射相干光束，经过扩束准直器后将相干光束准直成为沿光轴传播的平面光波，所述平面光波照射所述输入物体，依次经过所述第一轴棱锥产生零阶贝塞尔光束，经过所述第一傅里叶变换透镜对所述零阶贝塞尔光束进行傅里叶变换；在所述空间频谱面上形成所述输入物体的空间频谱，所述空间滤波器对所述空间频谱进行滤波；再经过第二傅里叶变换透镜及第二轴棱锥对物像进行校正，由输出图像接收器接收输出图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于轴棱锥-透镜组合的光学空间滤波系统，其特征在于，所述空间滤波器的结构为下列结构之一：
四分之一圆区域带通滤波器，所述四分之一圆区域带通滤波器上设置有四分之一圆结构，所述四分之一圆区域内允许频谱分量通过，其他区域均对频谱分量截止；
四分之三圆区域带通滤波器，所述四分之三圆区域带通滤波器上设置有四分之三圆结构，所述四分之三圆区域内允许频谱分量通过，其他区域均对频谱分量截止；
低通滤波器，所述低通滤波器上设置有圆环结构，所述圆环结构的环形区域允许频谱分量通过，所述圆环结构的外环以外的区域和内环以内的区域上均对频谱分量截止；
高通滤波器，所述高通滤波器上设置有圆环结构，所述圆环结构的环形区域对频谱分量截止，圆环的内环以内的区域和圆环外环以外的区域均允许频谱分量通过。
3.根据权利要求1所述的一种基于轴棱锥-透镜组合的光学空间滤波系统，其特征在于，所述第一轴棱锥与所述第一傅里叶变换透镜之间的距离为Δz1，f1为第一傅里叶变换透镜的焦距，0≤Δz1≤f...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉荣，焦健，孙宝清，孟祥锋，杨修伦，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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