衍射受限系統(tǒng)是在系統(tǒng)成像過程中忽略成像系統(tǒng)的幾何像差,僅考慮系統(tǒng)孔徑光闌的衍射效應(yīng)對成像質(zhì)量影響的系統(tǒng).首先用衍射追跡法對單透鏡成像系統(tǒng)進(jìn)行了模擬研究,結(jié)果表明無論系統(tǒng)成正立或倒立像,當(dāng)孔徑尺寸較小時(shí),高頻成分被截止,像中的精細(xì)部分無法分辨,像的整體清晰度不高.而隨著孔徑尺寸增大,像質(zhì)也越清晰.對單透鏡衍射受限成像系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明在僅改變透鏡孔徑的情況下成像清晰度隨孔徑尺寸增大而越清晰,這與模擬結(jié)果一致. 

【文章來源】：西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,23(01)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

單透鏡衍射追跡的坐標(biāo)示意圖

如下圖2所示是所選用的模擬中物和衍射計(jì)算實(shí)驗(yàn)裝置. 模擬選用的物為USAF1951型分辨率板,物面的尺寸選定為5 mm×5 mm,采樣點(diǎn)的選取為512×512,模擬時(shí)用波長為632.8 nm的均勻相干平面波He-Ne激光垂直照射,經(jīng)過1 000 mm的距離傳播后通過一個(gè)焦距是450 mm的無像差的薄凸透鏡,在距離凸透鏡600 mm遠(yuǎn)處的觀察屏上成像,透鏡的孔徑尺寸D可以在10 mm到100 mm之間調(diào)整.1)物距固定在大于1倍焦距情況下,改變透鏡孔徑尺寸得到的模擬結(jié)果

模擬中保持透鏡的焦距為450 mm,物距為1000 mm以及像距為600mm均不改變. 根據(jù)透鏡成像公式可知,凸透鏡在空氣中應(yīng)該成倒立的實(shí)像. 模擬中僅改變透鏡的孔徑尺寸,依次分別取為10 mm,20 mm,30 mm,40 mm,500 mm,60 mm,得到的模擬像依次如圖3所示:由圖3看出,當(dāng)選擇焦距固定的透鏡,在物距和像距均保持恒定的情況下,系統(tǒng)成像清晰度完全取決于透鏡的孔徑,隨著透鏡孔徑尺寸的增大像質(zhì)得到了明顯的提高,這也是專業(yè)相機(jī)的通光孔徑都比較大的原因(當(dāng)然還與專業(yè)相機(jī)的復(fù)雜的消像差系統(tǒng)也有緊密關(guān)系).

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]橢圓反射式波帶片光線追跡算法[J]. 楊祖華,魏來,張強(qiáng)強(qiáng),陳勇,范全平,巫殷忠,曹磊峰.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[2]基于衍射追跡的集成成像重構(gòu)算法[J]. 范廣飛,陳林森,魏國軍,顧新宇.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[3]激光束受限衍射對掃描系統(tǒng)分辨本領(lǐng)的影響[J]. 高瑞,郭福源,李連煌,彭玉家,唐曉珊.  光子學(xué)報(bào). 2009(01)
[4]受限衍射對激光束掃描系統(tǒng)分辨率的影響[J]. 鄭華,郭福源,王立強(qiáng),石巖,汪潔,陸祖康.  光電子.激光. 2008(02)

碩士論文
[1]對物光波前衍射追跡成像的研究[D]. 胡琪.天津理工大學(xué) 2018
[2]像差受限系統(tǒng)的光學(xué)分?jǐn)?shù)傅里葉變換[D]. 高婧婧.山西師范大學(xué) 2010



本文編號：3534574