信息光學(xué)試題及答案

單項選擇題（每題2分，共10題）1.信息光學(xué)中，描述光傳播特性的基本理論是（）A.幾何光學(xué)B.波動光學(xué)C.量子光學(xué)D.統(tǒng)計光學(xué)2.光的衍射現(xiàn)象是光的（）特性的體現(xiàn)。A.粒子性B.波動性C.量子性D.統(tǒng)計性3.傅里葉變換光學(xué)系統(tǒng)中，位于頻譜面的元件是（）A.光源B.透鏡C.濾波器D.探測器4.全息照相記錄的是（）A.物體的強(qiáng)度分布B.物體的相位分布C.物體的振幅和相位分布D.物體的輪廓5.空間頻率的單位是（）A.米B.赫茲C.弧度D.線對/毫米6.相干光照明下，成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是（）A.點擴(kuò)散函數(shù)的傅里葉變換B.線擴(kuò)散函數(shù)的傅里葉變換C.系統(tǒng)的沖激響應(yīng)D.系統(tǒng)的頻率響應(yīng)7.阿貝成像理論認(rèn)為，成像過程分（）個步驟。A.1B.2C.3D.48.光學(xué)圖像假彩色編碼是利用（）實現(xiàn)的。A.干涉原理B.衍射原理C.光電轉(zhuǎn)換D.濾波技術(shù)9.光通信中常用的調(diào)制方式是（）A.幅度調(diào)制B.頻率調(diào)制C.相位調(diào)制D.以上都是10.下列屬于信息光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的是（）A.醫(yī)學(xué)成像B.遙感技術(shù)C.光存儲D.以上都是答案：1.B2.B3.C4.C5.D6.A7.B8.D9.D10.D多項選擇題（每題2分，共10題）1.信息光學(xué)研究的主要內(nèi)容包括（）A.光的傳播B.光的干涉C.光的衍射D.光的成像2.下列屬于線性系統(tǒng)特性的有（）A.疊加性B.均勻性C.平移不變性D.因果性3.傅里葉變換的性質(zhì)有（）A.線性B.對稱性C.位移性D.卷積定理4.全息圖的類型有（）A.菲涅爾全息圖B.夫瑯禾費全息圖C.像全息圖D.彩虹全息圖5.影響光學(xué)成像系統(tǒng)分辨率的因素有（）A.波長B.孔徑C.像差D.噪聲6.光的調(diào)制方法有（）A.振幅調(diào)制B.頻率調(diào)制C.相位調(diào)制D.強(qiáng)度調(diào)制7.光學(xué)信息處理的應(yīng)用包括（）A.圖像增強(qiáng)B.圖像濾波C.特征識別D.數(shù)據(jù)加密8.相干光學(xué)處理系統(tǒng)的組成部分有（）A.光源B.輸入平面C.頻譜平面D.輸出平面9.空間濾波的類型有（）A.低通濾波B.高通濾波C.帶通濾波D.方向濾波10.信息光學(xué)中常用的數(shù)學(xué)工具包括（）A.傅里葉變換B.卷積C.相關(guān)D.矩陣答案：1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.ABC7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABCD判斷題（每題2分，共10題）1.信息光學(xué)主要研究信息的光學(xué)處理和傳輸。（）2.傅里葉變換只能對周期信號進(jìn)行。（）3.全息照相可以再現(xiàn)物體的三維立體像。（）4.光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨率只與波長有關(guān)。（）5.相干光照明下的成像系統(tǒng)是線性不變系統(tǒng)。（）6.空間頻率越高，對應(yīng)的圖像細(xì)節(jié)越清晰。（）7.光通信中，強(qiáng)度調(diào)制是最常用的調(diào)制方式。（）8.光學(xué)信息處理只能對光學(xué)圖像進(jìn)行處理。（）9.低通濾波器可以濾除高頻噪聲。（）10.阿貝成像理論對顯微鏡成像原理有重要意義。（）答案：1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.√簡答題（每題5分，共4題）1.簡述信息光學(xué)的主要研究方法。答案：主要基于波動光學(xué)理論，運(yùn)用傅里葉變換、卷積、相關(guān)等數(shù)學(xué)工具，分析光的傳播、干涉、衍射、成像等現(xiàn)象，研究信息的光學(xué)處理與傳輸特性。2.說明全息照相的記錄和再現(xiàn)原理。答案：記錄時，物光與參考光干涉，將物光的振幅和相位信息以干涉條紋形式記錄在感光材料上。再現(xiàn)時，用與參考光相同或共軛的光照射全息圖，通過衍射效應(yīng)重建出原物光波，形成三維像。3.簡述空間濾波的基本原理。答案：在頻譜面上放置不同的濾波器，改變或選取物光波頻譜成分，利用傅里葉變換關(guān)系，在輸出平面上得到經(jīng)過處理的圖像，實現(xiàn)低通、高通、帶通等濾波功能。4.列舉光通信中常用的調(diào)制技術(shù)及其優(yōu)點。答案：常用幅度、頻率、相位調(diào)制。幅度調(diào)制實現(xiàn)簡單；頻率調(diào)制抗干擾能力強(qiáng)；相位調(diào)制信息容量大、抗干擾好，可提高通信質(zhì)量和效率。討論題（每題5分，共4題）1.討論信息光學(xué)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用及發(fā)展前景。答案：在醫(yī)學(xué)成像中，如X光、CT、MRI等利用信息光學(xué)原理獲取人體內(nèi)部圖像。其前景廣闊，能不斷提高成像分辨率和清晰度，實現(xiàn)功能成像、多模態(tài)成像，為疾病診斷和治療提供更準(zhǔn)確信息。2.分析相干光學(xué)處理系統(tǒng)和非相干光學(xué)處理系統(tǒng)的特點及應(yīng)用場景。答案：相干系統(tǒng)利用相干光，處理精度高，可實現(xiàn)復(fù)雜頻譜處理，用于圖像濾波、特征識別等；非相干系統(tǒng)用非相干光，處理實時性好，適用于對圖像強(qiáng)度分布處理，如普通光學(xué)成像系統(tǒng)。3.探討光學(xué)信息加密技術(shù)的原理和優(yōu)勢。答案：原理是利用光學(xué)變換如傅里葉變換、相位編碼等對信息進(jìn)行加密。優(yōu)勢在于加密速度快、信息容量大、安全性