光学镜头既能作为成像传递信息的工具，又可以作为计算元件。具有傅里叶变换的能力、为这个目的而设计的镜头称为傅里叶变换镜头。这种镜头结构简单，信息容量大，具有进行运算和处理信息的能力，而且运算速度为光速，故应用日趋广泛，常用作图像频谱分析、空间滤波和相关处理等工作，是光学信息处理系统中最重要的部分。
傅里叶变换透镜（二）
光学镜头既能作为成像传递信息的工具，又可以作为计算元件。具有傅里叶变换的能力、为这个目的而设计的镜头称为傅里叶变换镜头。这种镜头结构简单，信息容量大，具有进行运算和处理信息的能力，而且运算速度为光速，故应用日趋广泛，常用作图像频谱分析、空间滤波和相关处理等工作，是光学信息处理系统中最重要的部分。
自从 1963年英国 Blandford 发表了第一个傅氏变换透镜以来，已出现的傅氏变换透镜基本上可以分为两大类。一类是全对称或非对称双远距型。由于输入面与频谱面的直径决定了傅氏变换透镜的相对孔径和视场，为将其控制在适当范围内，以保证整个像面上的优良像质，目前傅氏变换透镜的焦距大多大于 300mm。图1 就是一个常用的
系统。于是,长焦距的傅氏变换透镜都采用下图2所示的远距型结构。为了同时校正物面像差与光阑像差，采用如下图3 所示的对称结构型式。四组元对称远距型透镜的前焦点到后焦点距离可以缩小到
左右。图3显示了双远距对称型和非对称型中的两种结构型式示例，其中透镜(b)为f'=70mm,输人面直径 48mm，频谱面直径5mm。由于频谱面小,像方孔径角达1/1.5。为充分发挥校正像差的潜力，采用非对称结构，末端的弯月形厚透镜可起到以增大像方视场角的作用。
图1
图2
图3
这类双远距型的优点是：总长度短，可供消像差的变数多，有利于提高像质或扩大孔径和视场。缺点是：结构复杂，价格昂贵，尤其是片数较多时，使由于镜片表面污点、玻璃内部缺陷和杂光等引起的相干噪声更为严重。
当傅氏变换透镜的孔径与视场较大，而焦距较短时，则无需用远距型来缩短筒长，甚至需增大两端的工作距离。此时宜采用像差校正状况更为有利的双反远距型，它可以负担更大的孔径与视场。
另一类傅氏变换透镜是单组元对称或非对称型，如下图4所示。尽管变量较少，但仍然足以在较小孔径和视场下满足全部像质要求，而且有利于改善双远距型工作距离太短和相干噪声严重等缺点。
图4
傅里叶变换透镜的焦距约为 300-1000mm，相对孔径为1/10-1/17，除特殊情况外，多属小孔径、小视场系统，可以用初级像差理论有P、W方法求初始结构参数，然后进行修改。
相关文献：
《几何光学 像差 光学设计》（第三版）——李晓彤 岑兆丰
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