optyka fourierowska

optyka fourierowska,

dział optyki zajmujący się przetwarzaniem sygnałów opt. w dziedzinie częst. przestrzennych;

zasady o.f. wynikają bezpośrednio ze skalarnej teorii dyfrakcji, a pojęcia o.f. dają się wyjaśnić za pomocą optyki falowej. Podstawą jest dwuwymiarowe przekształcenie Fouriera sygnału opt. (tj. fali świetlnej zmodulowanej przez sygnał informacyjny); w wyniku przekształcenia otrzymuje się rozkład sygnału opt. na składowe fale płaskie rozchodzące się pod różnymi kątami — jest to tzw. widmo częst. przestrzennych, zw. również widmem fourierowskim sygnału opt.; częst. przestrzenna jest to pojedyncza fala płaska rozchodząca się pod danym kątem — zbiór tych fal tworzy widmo częst. przestrzennych, charakterystyczne dla danego sygnału optycznego. W najprostszym przypadku operację przekształcenia Fouriera przeprowadza zwykła soczewka, w jej płaszczyźnie ogniskowej otrzymuje się rozkład widma; powstaje ono z prędkością światła i równocześnie dla wszystkich punktów obrazu; daje to dużą przewagę metod opt. nad metodami cyfrowymi, w których przetwarzanie następuje sekwencyjnie. Zgodnie z o.f. proces tworzenia obrazu jest dwustopniowy — w płaszczyźnie ogniskowej powstaje widmo częst. przestrzennych przedmiotu, a w płaszczyźnie obrazowej, po kolejnym przekształceniu Fouriera powstaje obraz; dzięki temu można wpływać na obraz, modyfikując jego widmo częst. przestrzennych przez umieszczenie odpowiednich filtrów w płaszczyźnie ogniskowej. Jednym z popularniejszych filtrów jest hologram widma obiektu, który nosi nazwę hologramu Fouriera. Jest on wykorzystywany w procesorach opt. do rozpoznawania obiektów. O.f. wykorzystuje formalne podobieństwo między czasowym przetwarzaniem sygnałów elektr. i przestrzennym przetwarzaniem sygnałów optycznych. Przykładem zastosowań o.f. może być dwustopniowa teoria E. Abbego powstawania obrazu mikroskopowego lub technika kontrastu fazowego wizualizacji przezroczystych obiektów mikroskopowych, oprac. przez F. Zernikego.