광학실험 | Spatial Frequency Filtering(공간주파수)

 

 

 

공간 주파수

공간 주파수란 어떠한 패턴의 모양이 단위 길이당 얼마나 많이 반복 되는가를 나타내는 수이다. 일반적인 주파수를 F=1/T (T : 시간주기) 로서 단위를 S-1라고 한다면 공간 주파수 F'=1/λ (λ : 공간주기) 로 나타낼 수 있으며, m-1로 나타낼 수 있다. 여기에서 임의의 상을 공간좌표 평면에서 공간주파수 평면으로 바꾸어 주는 것을 Fourier Transform이라 하고, 역으로 공간주파수 평면에서 공간좌표로 바꾸어 주는 것을 Inverse Fourier Transform이라 한다. 일반적으로 어떠한 물체의 상이 렌즈를 지나면서 Fourier Transform 이 일어나며, 그 이미지가 다시 같은 렌즈를 한번 더 거치면 Inverse Fourier Transform이 일어나 원래의 상과 같은 형태를 가진 상을 볼 수 있게 된다.

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실험 방법

1. 필름 준비

1) 필터링 할 상(격자와 글자 등)을 실험 전에 미리 준비한다.

 

2)  준비된 상을 마이크로필름으로 찍어 현상한다.

 

2. 글자 필터링

1) 렌즈를 이용하여 He-Ne 레이저 광을 평행광으로 만든다.

 

2)  평행광을 만든 후에 그 다음으로 입력패턴를 설치한다.

 

3)  렌즈를 초점거리 놓고 스크린을 초점거리에 놓은 후 상을 관찰한다.

 

4)  첫 번째 렌즈에서 2f만큼 뒤에 렌즈를 놓고 다시 스크린을 두 번째 렌즈에서 초점거 만큼 뒤에 놓은 후 상을 관찰한다.

 

5)  Mask를 제작하여 Fourier plane에서 고주파, 저주파 제거를 하여 그 상을 관찰한다.

 

6)  Fourier plane에서 가로 무늬, 세로 무늬를 제거하여 상을 관찰한다.

 

3. 격자 필터링

1) 위와 동일한 방법으로 행한다.

 

 

 

[광학실험]Spatial Frequency Filtering(공간주파수) 레포트