Optické zpracování signálů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra laserové fyziky a fotoniky

Anotace:

Prednáška pojednává o základech fourierovské optiky a optického zpracování informace. Systematicky se zabývá použitím fourierovského formalizmu v optice, zmiňuje i další optické transformace. Šíření a difrakci svetla popisuje v pojetí fourierovské optiky, s využitím tenkého transparentu a fázového korektoru. V rámci záznamu a modulace optické informace je zvláštní pozornost věnována, kromě tradičních fotografických filmů, zejména holografii, prostorovým modulátorům a difraktivním strukturám. Podrobně se dále zabývá jak analogovým, tak diskrétním a logickým zpracováním optické informace.

Požadavky:

Předpokladem pro studium předmětu je absolvování předmětu Fyzikální optika 1 a 2 (12FOPT1,2), resp. obdobného kurzu optiky.

Osnova přednášek:

1. Fourierova transformace a jeji vlastnosti, diskrétní signály a transformace.

2. Další vybrané nefourierovské transformace v optice (kosinová, sinová, Fresnelova, Hilbertova, Radonova, Mellinova, waveletové transformace).

3. Lineární přenosové systémy.

4. Šíření a difrakce světla v pojetí fourierovské optiky, skalární signál, tenký transparent, volný prostor, kvadratický fázový korektor, optická realizace Fourierovy transformace, impulzní odezva a přenosová funkce.

5. Koherentně a nekoherentně zobrazující difrakčně limitované systémy.

6. Aberačně limitované systémy, rozlišovací limity.

7. Difraktivní struktury ve fourierovské optice, tenká a objemová difrakční mřížka, obecné difraktivní struktury.

8. Záznam a modulace optické informace, záznam intenzity, záznam amplitudy a fáze.

9. Optické paměti, holografické paměti.

10.Zpracování analogové optické informace, optická realizace různých matematickych operací.

11.Koherentní a nekoherentní fourierovské procesory, korelační a konvoluční procesory.

12.Aplikace optických procesorů - optické rozpoznávání obrazu.

13.Zpracování diskrétní optické informace, vektorové a maticové násobiče, optické propojování a přepínání.

14.Zpracování logické optické informace, digitální logické optické procesory, optické neuronové sítě.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Cílem studia je seznámit studenty s vlnovým pohledem na šíření optického signálu, fourierovským přístupem, optickou realizací různých matematických transformací a jejich aplikacemi v analogovém, digitálním a logickém zpracování optické informace.

Schopnosti:

Vlnová analýza optických přenosových a zobrazovacích systémů, optická realizace matematických transformací, optické rozpoznávání obrazu.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Fiala P., Richter I.: Fourierovská optika a optické zpracování signálů, skriptum FJFI ČVUT, Praha, 2004.

Doporučená literatura:

[2] Goodman J.W.: Introduction to Fourier Optics, 2. Edition, McGraw Hill, New York, 1996.

[3] Born M., Wolf E.: Principles of Optics, Pergamon Press, 4th Edition, New York, 1968.

[4] Fiala P.: Základy fyzikální optiky, ČVUT v Praze, učební text, 1999.

[5] Papoulis A.: Systems and Transforms with Applications in Optics, McGraw Hill, New York, 1968.

[6] Yu F.T.S., Jutamulia S.: Optical Signal Processing, Computing, and Neural Networks, John Wiley & Sons, New York, 1992.

[7] Saleh B.E.A., Teich M.C.: Fundamentals of Photonics, John Wiley & Sons, New York, 1991.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzikální elektronika - Fotonika (PS)
• Fyzikální elektronika - Laserová fyzika a technika (volitelný předmět)