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阿贝 －波特原理

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. 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. 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. 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. 哈勃望远镜拍摄的双星. 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？？？. 弥散斑 … 点扩展.

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阿贝 －波特原理

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Presentation Transcript

  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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