Фурье-оптика
Фурье-оптика (англ. Fourier optics) — прикладной раздел классической оптики, методология которого базируется на применении в оптических задачах и в технике интегральных преобразований Фурье (спектрального анализа), численных методов на их основе и теории линейной фильтрации.
Применимость спектральных методов, созданных в радиотехнике для обработки временных сигналов, к оптическим системам (которые являются фукциями пространственных координат) проистекает из универсальности современной электродинамики, заложенной в фундаментальных уравнениях Максвелла. Оба класса задач, как оптических, так и радиотехнических, обладают свойствами линейности и инвариантности, что создаёт основу для их решения методами теории линейной фильтрации в связке с преобразованиями Фурье[1].
Историческая справка[править]
Идея спектрального разложения света впервые начала применяться в оптике ещё в XIX веке благодаря исследованиям Джона Рэлея и Эрнеста Аббе. Основы для появления фурье-оптики была заложена работами Леонида Мандельштама, Габриэля Горелика и Сергея Рытова[2]. Начиная с 1930-х годов развитие оптики начало тесно переплетаться с развитием электротехники[3]. Формирование фурье-оптики как самостоятельной дисциплины состоялось в период с 1940 по 1960 годы[4].
Фурье-оптика получила своё название в честь французского исследователя Жана-Батиста Фурье, который в 1807 году опубликовал свои результаты, посвящённые решению задачи о теплопроводности объекта кольцевидной формы. Представленная им формулировка задачи заключалось в дифференциальном уравнении в частных производных, решение которого искалось в виде ряда тригонометрических функций. В настоящее время, подобные ряды получили название рядов Фурье, которые используются для разложения периодических функций. Для работы с непериодическими функциями применяется интегральное преобразование Фурье. Его актуальность в оптических задачах связана с явлением дифракции, которое является неотъемлемым свойством волновой природы света[5].
В настоящее время научно-исследовательский арсенал фурье-оптики широко используется не только для решения чисто оптических задач, но и для распознавания образов, обработки информации и сигналов (в том числе — радиолокационных), при изучении человеческого зрения, в психофизических исследованиях и т. д.[6]
Источники[править]
- ↑ Прохоров, 1998, Фурье-оптика
- ↑ Прохоров, 1998, Фурье-оптика
- ↑ Гудмен, 1970, Оптика и теория связи
- ↑ Collins, 2019, Preface
- ↑ Collins, 2019, Fourier optics
- ↑ Старк, 1988, Предисловие
Литература[править]
- Гудмен, Дж. Введение в фурье-оптику / Г. И. Косоурова. — М. : «Мир», 1970. — УДК 535(G).
- Применение методов фурье-оптики / Г. Старк. — М. : «Радио и связь», 1988. — 536 с. — УДК 534.3(G). — ISBN 5-256-00051-9.
- Физическая энциклопедия / А. М. Прохоров. — М. : «Большая Российкая энциклопедия», 1998. — Т. 5. — ISBN 5-85270-034-7.
- Collins, Neil Fourier Optics in Image Processing : [англ.]. — CRC Press, 2019. — ISBN 978-1-4987-6068-3.
- Стюард, И. Г. Введение в фурье-оптику / В. И. Костенко. — М. : «Мир», 1985. — 182 с. — ББК 22.34 С 88. — УДК 52 + 53(G).
|
Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Руниверсалис» («Руни», руни.рф), называющаяся «Фурье-оптика». Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC BY-SA. Всем участникам Руниверсалиса предлагается прочитать «Обращение к участникам Руниверсалиса» основателя Циклопедии и «Почему Циклопедия?». |