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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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1 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

2 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

3 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

4 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

5 哈勃望远镜拍摄的双星

6 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???

7 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 WHY!!!

8 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

9 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
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

10 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 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

11 阿贝-波特原理 物体=不同方位,不同空间频率的光栅

12 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

13 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 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

14 阿贝原理实质 阿贝原理的实质就是: 成像过程是衍射+干涉

15 光阑的作用-低通滤波

16 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。

17 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


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