简介

由阿贝成像原理结合傅里叶变换思想，发展起来的光学信息处理技术，由单透镜系统发展为复合透镜系统，使得光学信息处理便捷而又丰富多彩。图1.1给出一种典型的滤波原理图，称为“4F”图像处理系统，这一系统把输入物面和输出像面由4个分立的焦距隔开，作为一个相干光信息处理案例，系统中前后透镜L2和L1共焦组合，共焦面用T(ξ,η)表示；物O（x，y）位于透镜L1的前焦平面上，透镜L2的后焦平面为为输入物的成像平面输出平面，用I（u，v）表示。
共焦面T对透镜L1是频谱面，对透镜L2是物平面，其频谱在系统的像平面上。因此，在4F系统中从物场到像场，经历了两次傅立叶变换。若在共焦面T 处插入空间滤波器，共焦面为变换平面即滤波平面，可以根据实际应用的需要，实现对物的空间频率的改变。

4F系统相干成像模拟

创建几何体，在主菜单光学模型中找到理想透镜，可以输入指定焦距直接生成所需要的模型，使用圆弧创建“F”字形像，并与所在位置创建的遮挡平面进行布尔运算，使用平面，创建频谱平面和探测平面，输入对应的基础参数信息，包括尺寸、材料、膜层等等。
搭建完成的光学模型如下图所示：

图1.3（a）给出了4F系统相干成像仿真，中两个透镜的共焦面通过两个与透镜焦距相等的真空传输实现，“F”字形物放置在第一个透镜前方焦距上，在第二个透镜的后焦平面上产生倒立的“F”字形像，如图（b）和（c）所示；在第一个透镜的后焦平面上是物的频谱分布，如图（d）所示

然后进行追迹，在主菜单追迹下的光束追迹中选择光束非序列追迹。
追迹结果如下所示：

在上例中如果在两个透镜的共焦面上，进行滤波可以对图像进行处理，模拟如图1.4（a）所示。比如，共焦面放置纵向狭缝，将水平方向的频谱成份滤除，共焦面上的频谱如图（b），4F系统成像如图（c），成像中只有“F”字的横线，竖线被滤除；两个透镜的共焦面放置水平的狭缝，将纵向频谱成份滤除，共焦面上的频谱如图（d），4F系统成像如图（e），成像中只有“F”字的竖线，被横线滤除。

结论

这篇文章我们通过OAS创建一个4F系统相干成像仿真的案例，能够由阿贝成像原理结合傅里叶变换思想，发展起来的光学信息处理技术，适应于滤波器的设计、图像处理、模糊处理等应用领域。