光学传递函数OTFPPT课件

• 物体＝不同方位，不同空间频率的光栅
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初级象
• 平面波照射物体P1,由于光栅作用，光波 发生衍射，空间频率高的衍射波偏离光 轴厉害，经过透镜L2,在P2面形成初级象
• 初级象＝》物体的傅立叶变换谱
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次级象
• P2＝新的波面，也就相当于惠更斯菲涅 尔原理中的次级波源
• 次级波传播到象平面上，互相叠加获得 次级象
阿贝 －波特原理
光电工程学院 光信息科学与技术教学部 罗元
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关于照相机的经验－光圈， 分辨率，景深
• 大光圈，小景深－特写镜头，背景模糊 • 小光圈，大景深－风景照片，背景清楚
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光学仪器的极限分辨率
• 望远镜、显微镜…光学仪器－共同的性 能指标－分辨率
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3
望远镜双星问题
• 双星：两颗距离很近的星 • 有些双星由于彼此距离太近，距离地球
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17
•WHY!!!
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物镜孔径是什么？
• 物镜孔径＝衍射屏
• 点物因为衍射而不能形成 点象
• 点物经过一个有限孔径的 理想物镜将得到一个衍射 斑－艾里斑－点扩展了－》 点扩散函数PSF-Point Spread Function
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瑞利极限
• 两个光点靠得很近的时候，通过望远镜的 物镜形成的衍射斑互相叠加
• 次级象＝通常意义上的物体象 • 次级象形成过程＝次波的干涉过程
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阿贝原理实质
• 阿贝原理的实质就是：
成像过程是衍射＋干涉
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光阑的作用－低通滤波
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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光学仪器是低通滤波器
• 由于光阑的拦光效应，通过光学系统并 参与成像的衍射光对应的空间频率有一 个极限，频率高于该极限的衍射光分量 将通不过系统，因而不参与成像，因此 光学仪器是低通滤波器。
• 瑞利提出，当第二个衍射象的主极大和第 一个衍射象的第一暗环重合时，就认为是 两个衍射象刚刚能分辨的界限－瑞利极限
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光学仪器分辨率
• 光学仪器的最小分辨长度定义为第一暗
环的半径
1.22
D/
f
• 最小分辨长度的倒数称为分辨率
• 提高分辨率的方法：增大D/F，也就是 增加数值孔径
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阿贝－波特原理
太远而不容易分开被误认为一颗星
• 肉眼分不开，用望远镜才能分开的双星 叫做望远镜双星
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哈勃望远镜拍摄的双星
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问题提出！！
• 无限制增大望远镜的放大倍数，是否能 够分开足够接近的两颗双星？？？
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弥散斑…点扩展
• 仅提高望远镜的放大倍率不加大物镜 孔径，在双星对望远镜张角过小时，
不能将双星分开
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继续研究初级象
• 初级象＝物的傅立叶变换频谱 • 频谱面上每一点的振幅/光强＝某个相应
衍射波的振幅/强度＝物平面上一定方位 和空间频率成分的含量 • S为系统输入信号，S’为输出信号－S‘为 PSF,是输出信号在空域中的表现－－空 域评价 • 初级象的分布是输出信号在频域内的表 现－－频域评价