Fourier-Optik und Holographie

Erich Menzel, Werner Mirande, Ingolf Weingärtner (Autoren)

Buch | Softcover

XII, 358 Seiten

2012 | 1. Softcover reprint of the original 1st ed. 1973
Springer Wien (Verlag)
978-3-7091-8323-6 (ISBN)

Artikel merken

Der Fourier-Formalismus beschreibt in der Optik drei grundlegende Zusammen hänge: die Fraunhofer-Beugung, die lineare optische Übertragung und die Inter ferenzen mit teilkohärentem Licht. Die Amplitude der Fraunhofer-Beugung ist die Fourier-Transformierte der Objektamplitude. Von hier aus läßt sich die Fresnel-Beugung entwickeln, die Bildentstehung mit inkohärenter und kohärenter Beleuchtung und als jüngstes Kapitel dieses Gebiets die Holographie. Alle diese Arten von Abbildung werden als lineare übertragungen beschrieben. Auch unabhängig von der Beugung läßt sich die optische übertragung zwischen Objekt und Bild darstellen durch Fal tungen mit gegebenen Punktbildern. Interferenz, Abbildung und Holographie mit teilkohärenter Beleuchtung werden zweckmäßig mit Kohärenzfunktionen be handelt, die sich im einfachsten Fall als Fourier-Transformierte von Eigenschaf ten der Lichtquelle ergeben; in dieses Kapitel gehört auch die Fourier-Spektro skopie. In allen diesen Fällen erlauben Fourier-Transformationen und Faltungs operationen einfache Rechengänge, die neben ihrer Eleganz auch in ihrer phy sikalischen Bedeutung anschaulich bleiben. Die mathematischen Methoden des Fourier-Kalküls wurden hauptsächlich in der Nachrichtentechnik entwickelt. Mit ihrer Hilfe beschreibt die Fourier-Optik in rationeller Weise die Wellenoptik. Über Einfachheit und Schönheit dieser Dar stellung darf nicht vergessen werden, daß erst Vereinfachungen der Beugungs theorie die Anwendung des Fourier-Formalismus erlauben; diese Vereinfachungen sind für den praktischen Gebrauch vertretbar, aber nicht unbedenklich. Ähnliches gilt für die Beschreibung der Lichtquellen als klassische Strahler ohne den Quan tenaspekt.

1. Interferenz und Kohärenz (Menzel).- 1.1. Die ebene Lichtwelle.- 1.2. Interferenzen mit Doppelspalt.- 1.3. Doppelspalt mit ausgedehnter Lichtquelle.- 1.4. Einige allgemeine Beziehungen der Fourier-Optik.- 1.5. Nicht-monochromatische Zweistrahlinterferenzen.- 2. Beugung (Menzel).- 2.1. Allgemeines.- 2.2. Fresnel- und Fraunhofer-Beugung.- 2.3. Fraunhofer-Beugung an ausgewählten eindimensionalen Objekten.- 2.4. Fraunhofer-Beugung an ausgewählten zweidimensionalen Objekten.- 2.5. Abbildung eines Punkts als Fresnel-Beugung an besonderen Objekten.- 2.6. Beugung an dreidimensionalen Objekten.- 2.7. Intensität im Fraunhoferschen Beugungsbild bei kohärenter Beleuchtung; das Autokorrelationsintegral.- 2.8. Fraunhofer-Beugung bei ausgedehnter, inkohärenter Lichtquelle; die Faltung.- 2.9. Abbildung inkohärenter Objekte durch lineare Übertragung von Intensitäten.- 2.10. Fourier-Transformation von zusammengesetzten Funktionen.- 3. Abbildung bei kohärenter Beleuchtung (Menzel).- 3.1. Allgemeines.- 3.2. Die Lichterregung in der Pupille.- 3.3. Bildamplitude durch Integration über die Pupille.- 3.4. Intensitätsbilder von Objekten mit kleiner Modulation.- 3.5. Einige spezielle Pupillenfunktionen.- 3.6. Wellenflächen mit Aberrationen.- 3.7. Die Phase von Lichterregungen, Interferenzen.- 3.8. Allgemeine Amplitudenübertragung durch Linsen (Weingärtner).- 4. Felder von Zweistrahlinterferenzen (Menzel).- 4.1. Punktquelle.- 4.2. Ausgedehnte Lichtquelle. Ort der Interferenzen.- 5. Räumliche Filterung (Menzel).- 5.1. Übersicht.- 5.2. Kompensation von Aberrationen.- 5.3. Weitere Umformungen durch kohärente Filterung.- 5.4. Bildvervielfachung inkohärenter Objekte durch Gitterbeugung.- 5.5. Zeichenerkennung.- 6. Kohärenzfunktionen für spatiale und chromatische Teilkohärenz(Weingärtner).- 6.1. Allgemeines.- 6.2. Spatiale Teilkohärenz.- 6.3. Spatiale und chromatische Teilkohärenz.- 6.4. Realisierbarkeit von spatial inkohärenter Beleuchtung.- 7. Grundzüge und Anwendungen der Holographie (Menzel).- 7.1. Vorgeschichte.- 7.2. Holographie von punktförmigen Objekten.- 7.3. Praktische Holographie.- 7.4. Holographie von Objekten mit wohl definierter Amplitude.- 7.5. Holographie mit kohärenten, nicht homozentrischen Beleuchtungswellen.- 7.6. Filterung bei der Holographie.- 7.7. Holographische Interferometrie.- 7.8. Multiplex-Holographie.- 7.9. Hologrammaufnahme und Rekonstruktion mit verschiedenen Medien.- 8. Aufnahmemedien für Hologramme (Mirandé).- 8.1. Die photographische Emulsion.- 8.2. Der Beugungswirkungsgrad von Amplitudenhologrammen.- 8.3. Die Modulationsübertragungsfunktion der Photoschicht.- 8.4. Nichtlinearität des photographischen Prozesses.- 8.5. "Dünne" dielektrische Hologramme.- 8.6. Volumenhologramme.- 8.7. Spezielle Aufnahmemedien und Verfahren.- 8.8. Nichtlinearitäten bei der Aufnahme von dünnen dielektrischen Hologrammen.- 9. Einfluß der Übertragungsfunktion der Photoschicht auf die Holographie (Weingärtner).- 9.1. Allgemeines.- 9.2. Fourier- und Quasi-Fourier-Holographie.- 9.3. Bildebenen-Holographie.- 9.4. Fresnel-Holographie.- 10. Teilkohärente Holographie (Weingärtner).- 10.1. Allgemeines.- 10.2. Verwaschungsfunktion und Übertragungsfunktion für Amplituden.- 10.3. Hologrammaufnahme bei spatialer Teilkohärenz.- 10.4. Hologrammaufnahme bei chromatischer Teilkohärenz.- 10.5. Hologrammaufnahme bei spatialer und chromatischer Teilkohärenz.- 10.6. Diffus streuende Objekte.- 10.7. Rekonstruktion bei Teilkohärenz.- 10.8. Spatial inkohärente Holographie.- 10.9. Verschiedene Anwendungen.- 10.10.Holographische Messung von Kohärenzfunktionen.- 11. Anhang: Formeln und Sätze zur Fourier-Optik.- 11.1. Distributionen.- 11.2. Die Fourier-Transformierte einer reellen Funktion.- 11.3. Fourier-Reihen.- 11.4. Fourier-Transformationen spezieller Funktionen.- 11.5. Sätze.- Literatur und Autorenverzeichnis.

Erscheint lt. Verlag	7.5.2012
Zusatzinfo	XII, 358 S. 34 Abb.
Verlagsort	Vienna
Sprache	deutsch
Maße	170 x 244 mm
Gewicht	675 g
Themenwelt	Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Allgemeines / Lexika
Schlagworte	Beugung • Felder • Holographie • Holographie / Hologramm • Linse • Optik • Reibung • Röntgenstrahlen • Spektroskopie • Wellen
ISBN-10	3-7091-8323-5 / 3709183235
ISBN-13	978-3-7091-8323-6 / 9783709183236
Zustand	Neuware