Overordnede kursusmål
Dette kursus underviser studerende i anvendt signal- og
billedbehandling indenfor følgende områder: Interferometrisk
bølgeoptik, Fourier optik og statistisk optik og kohærens. Kurset
dækker spredning af lys fra partikler og flader, Doppler-baseret
interferometri, Fourier optik, optisk processing og
korrelationsoptik. Studenterne vil få et overblik over forskellige
anvendelser af disse teknologier. Studenterne vil øve anvendt
signal og billedbehandlings teknikker til eksperimentelle data fra
forskellige relevante optiske målesystemer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Beregne udbredelse af Gaussiske stråler og Gaussiske felter i
gennem vilkårlige paraxiale optiske systemer.
- Beregn Doppler skift, analyser Doppler baserede
interferometriske systemer og give eksempler på interferometriske
måle teknologier.
- Anvend spektral analyse metoder på interferometriske signaler
og billeder til at bestemme frekvens, fase, amplitude og støj
information.
- Anvend faseplot og faseforskudte måleteknikker til
interferometriske data
- Beskrive Huygens-Fresnel’s diffraktionsteorem og dens
tilnærmelser.
- Beregn Fresnel og Fraunhofer diffraktion til forskellige
optiske systemer.
- Beregn frekvens karakteristikker (MTF) for både kohærente og
inkohærente afbildningssystemer.
- Anvend rumlig filtreringsteknikker til numerisk og optiske
databehandling.
- Diskuter emnet statistisk optik og kohærens
- Beregn dynamik af specklebilleder for forskellige optiske
målemetoder.
- Anvend korrelationsfunktioner til bestemmelse af dynamik i
billeder af speckle-mønstre eller anden tilfældig struktur
- Give et overblik over anvendelser af optiske målemetoder til
bestemmelse af hastighed, rotation, vibration mm.
Kursusindhold
De følgende koncepter og fænomener, samt nogle af deres vigtigste
anvendelser vil blive beskrevet: Gaussiske felter, komplex
strålematricer, Doppler skift og Doppler baserede optiske
målesystemer såsom Doppler LIDAR, laser og phase Doppler
velocimetry, Huygens-Fresnel diffraktionsteoremet, Fresnel’s og
Fraunhofer’s tilnærmelser, Fourier optik, frequens analyse af
kohærente og inkohærente afbildningssystemer, statistisk optik,
korrelationsoptik såsom Particle Image Velocimetry (PIV), speckle
velocimetry og optiske billedbehandlings metoder. Øvelser vil
inkludere spektralanalyser af interferometriske signaler og
billeder, korrelationsanalyser af speckle dynamik, Fourier optik og
rumlig filtrering.
Litteraturhenvisninger
J.W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, Roberts & Company
(2005)
Udvalgte artikler
Sidst opdateret
02. maj, 2024