光學(xué)與信息光學(xué)的說(shuō)法

光學(xué)是一門(mén)古老的科學(xué)，其起源可以追溯到3000年以前，我國(guó)的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的《墨經(jīng)》中已記載了投影小孔成像等光學(xué)現(xiàn)象。古希臘學(xué)者歐幾里德的《反射光學(xué)》一書(shū)，研究了光的直線(xiàn)傳播原理和光的反射定律。事實(shí)上，人們對(duì)光現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)最初就是從光的傳輸方向等幾何量的變化開(kāi)始的。幾百年來(lái)，經(jīng)過(guò)伽利略、牛頓、惠更斯、菲涅耳、夫瑯和費(fèi)、麥克斯韋、愛(ài)因斯坦等偉大先驅(qū)們持續(xù)的努力，光學(xué)已發(fā)展成為物理學(xué)中一門(mén)極為重要的基礎(chǔ)學(xué)科，它運(yùn)用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論和方法，發(fā)展和形成了一套完整的理論體系及一套與理論相配合的實(shí)驗(yàn)方法。

光學(xué)是研究光波傳播規(guī)律的科學(xué)。研究光是怎樣從幾百萬(wàn)年以遠(yuǎn)的銀河外星系傳播到地球上；研究光在顯微鏡中通過(guò)聚光鏡照亮標(biāo)本，再通過(guò)物鏡成像，經(jīng)過(guò)目鏡放大，最后通過(guò)眼睛的晶狀體投影到視網(wǎng)膜上的全過(guò)程；研究遙遠(yuǎn)的村莊、湖泊通過(guò)沙漠上空的灼熱大氣的折射，形成海市蜃樓的奇觀…

光學(xué)又是研究光波與物質(zhì)相互作用的科學(xué)。研究在太陽(yáng)照射下植物的光合作用；研究照射到照相底片上的光波引起感光乳膠的變化；研究光波照射半導(dǎo)體的PN結(jié)產(chǎn)生的光電流；研究光輻射如何影響癌細(xì)胞的繁衍…

光學(xué)從誕生之日起，就是一門(mén)"儀器化"的科學(xué)。在它數(shù)百年發(fā)展的歷程中，逐漸形成了一系列很有特色的實(shí)驗(yàn)裝置和測(cè)試設(shè)備-光學(xué)儀器。從放大鏡、眼鏡到有幾百萬(wàn)個(gè)光學(xué)鏡片和復(fù)雜的電氣、機(jī)械系統(tǒng)的大型天象儀、大型天文望遠(yuǎn)鏡；從照相機(jī)、放大機(jī)、復(fù)印機(jī)到經(jīng)緯儀、潛望鏡、測(cè)距儀，光學(xué)儀器普遍用于人們生活、工作的各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)光學(xué)儀器的研究構(gòu)成了光學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支。

經(jīng)典光學(xué)主要分為兩部分：幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)。經(jīng)過(guò)幾百年漫長(zhǎng)的道路，這兩部分都已發(fā)展接近成熟。利用幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)非常成功地解釋了大部分的光學(xué)現(xiàn)象和光學(xué)效應(yīng)。但在二十世紀(jì)中葉，光學(xué)作為物理學(xué)的一個(gè)分支，發(fā)生了深刻的變化。

1. 1948年，全息術(shù)的誕生，物理學(xué)家第一次精確地拍攝下一張立體的物體像，它幾乎記錄了光波所攜帶的全部信息(這正是“全息”名稱(chēng)的來(lái)歷)！

2. 1955年，科學(xué)家第一次提出“光學(xué)傳遞函數(shù)”的新概念，并用它來(lái)評(píng)價(jià)光學(xué)鏡頭的質(zhì)量。

3. 1960年，一種全新的光源-激光器誕生了，它的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

由于激光器的應(yīng)用，全息術(shù)獲得了新的生命。全息術(shù)和光學(xué)傳遞函數(shù)的概念結(jié)合，使光學(xué)研究不再限于用光強(qiáng)、振幅的空間分布來(lái)描述光學(xué)圖像，而把圖像看作是由緩慢變化的背景、粗的輪廓等比較低的"空間頻率"成分和急劇變化的細(xì)節(jié)等比較高的"空間頻率"成分構(gòu)成的，用頻率的分布和變化來(lái)描述光學(xué)圖像。一門(mén)新的學(xué)科-信息光學(xué)(付里葉光學(xué))從傳統(tǒng)的經(jīng)典波動(dòng)光學(xué)中脫穎而出。