傅里叶光学 4f 空间滤波实验室

物面 -> 频谱面 -> 光阑/相位滤波 -> 像面重建
f_c = NA / λ δ = 0.61 λ / NA 实时 FFT 重建 128 x 128 样品

物面 Object plane

可直接拖动画样品

傅里叶频谱面 Back focal plane

log |F(u,v)|

光阑/相位滤波器 Pupil mask

clear aperture

像面重建 Image plane

inverse FFT

中心线强度剖面

蓝色为物面,橙色为像面
当前实验现象

明场模式保留物体的低频轮廓与主要细节;提高 NA 会扩大可通过的空间频率,像面边缘更锐利。

频域解释

物面细节越细,对应频谱越远离中心;光阑半径决定高频能否进入第二片透镜并参与成像。

提交亮点

这个小程序用 FFT 实时模拟 4f 系统,包含分辨率、截止频率、空间滤波、相衬和像差的联动,可作为光学工程课程的交互式演示。

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