信息光學(xué)教案第三章

1、Information Optics信息光學(xué)信息光學(xué)授課教師：曹益平授課教師：曹益平 辦公地點(diǎn)：基教辦公地點(diǎn)：基教A-119 聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：85463879第三章第三章Transfer Function of Optical Imaging System光學(xué)成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)光學(xué)成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特

2、征來評定。征來評定。 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特征來評定。征來評定。 定性評定、主觀因素很大定性評定、主觀因素很大 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特征來評定。征來評定。b.b.分辨率法分辨率法定性評定、主觀因素很大定性評定、主觀因素很大 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像

3、斑特用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特征來評定。征來評定。b.b.分辨率法分辨率法用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定定性評定、主觀因素很大定性評定、主觀因素很大 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特征來評定。征來評定。b.b.分辨率法分辨率法用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定定性評定、主觀因素很大定性評定、主觀因素很大從定性到定量、信息量較小、從定性到定量、信息量較小、不能全面評價、主觀因素

4、較大不能全面評價、主觀因素較大 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特征來評定。征來評定。b.b.分辨率法分辨率法用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定c.c.光學(xué)傳遞函數(shù)法光學(xué)傳遞函數(shù)法定性評定、主觀因素很大定性評定、主觀因素很大從定性到定量、信息量較小、從定性到定量、信息量較小、不能全面評價、主觀因素較大不能全面評價、主觀因素較大 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生

5、的像斑特用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特征來評定。征來評定。b.b.分辨率法分辨率法用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定c.c.光學(xué)傳遞函數(shù)法光學(xué)傳遞函數(shù)法從空域到頻域，通過研究光學(xué)系統(tǒng)的頻域特從空域到頻域，通過研究光學(xué)系統(tǒng)的頻域特性來評價光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)性來評價光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)定性評定、主觀因素很大定性評定、主觀因素很大從定性到定量、信息量較小、從定性到定量、信息量較小、不能全面評價、主觀因素較大不能全面評價、主觀因素較大 1. 評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法評定光學(xué)成像系統(tǒng)的主要方法a.a.星點(diǎn)法星點(diǎn)法用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特用點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)

6、成像系統(tǒng)所產(chǎn)生的像斑特征來評定。征來評定。b.b.分辨率法分辨率法用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定用系統(tǒng)能分辨出景物最小尺寸的能力來評定c.c.光學(xué)傳遞函數(shù)法光學(xué)傳遞函數(shù)法從空域到頻域，通過研究光學(xué)系統(tǒng)的頻域特從空域到頻域，通過研究光學(xué)系統(tǒng)的頻域特性來評價光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)性來評價光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)定性評定、主觀因素很大定性評定、主觀因素很大從定性到定量、信息量較小、從定性到定量、信息量較小、不能全面評價、主觀因素較大不能全面評價、主觀因素較大定量、信息量大、全面評價、客觀評價、定量、信息量大、全面評價、客觀評價、計(jì)算復(fù)雜計(jì)算復(fù)雜計(jì)算機(jī)技術(shù)解決了這一問題計(jì)算機(jī)技術(shù)解決了這一問題 2. 相干照明衍射受

7、限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)a.a.點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)a.a.點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即 函數(shù)時，向函數(shù)時，向面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，也叫脈沖響應(yīng)，常用也叫脈沖響應(yīng)，常用 h(xh(xo o,y,yo o；x xi i,y,yi i) )來表示。來表示。 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射

8、受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)a.a.點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即 函數(shù)時，向函數(shù)時，向面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，也叫脈沖響應(yīng)，常用也叫脈沖響應(yīng)，常用 h(xh(xo o,y,yo o；x xi i,y,yi i) )來表示。來表示。b.b.透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)a.a.點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即 函數(shù)時，向函數(shù)時，向面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)

9、，面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，也叫脈沖響應(yīng)，常用也叫脈沖響應(yīng)，常用 h(xh(xo o,y,yo o；x xi i,y,yi i) )來表示。來表示。b.b.透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) 我們研究在相干照明下一個消像差的正我們研究在相干照明下一個消像差的正薄透鏡對透明物成實(shí)像的情況薄透鏡對透明物成實(shí)像的情況 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)a.a.點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即 函數(shù)時，向函數(shù)時，向面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，也叫脈沖響應(yīng)

10、，常用也叫脈沖響應(yīng)，常用 h(xh(xo o,y,yo o；x xi i,y,yi i) )來表示。來表示。b.b.透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) 我們研究在相干照明下一個消像差的正我們研究在相干照明下一個消像差的正薄透鏡對透明物成實(shí)像的情況薄透鏡對透明物成實(shí)像的情況),( ), (o oo oo oo oo oo oo oy yy yx xx xy yx xU U 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)a.a.點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的定義當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即當(dāng)物面元的光振動為單位脈沖即 函數(shù)時，向函數(shù)時，向面光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，面

11、光場分布函數(shù)就稱為系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，也叫脈沖響應(yīng)，常用也叫脈沖響應(yīng)，常用 h(xh(xo o,y,yo o；x xi i,y,yi i) )來表示。來表示。b.b.透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) 我們研究在相干照明下一個消像差的正我們研究在相干照明下一個消像差的正薄透鏡對透明物成實(shí)像的情況薄透鏡對透明物成實(shí)像的情況當(dāng)當(dāng) 時時),( ), (o oo oo oo oo oo oo oy yy yx xx xy yx xU U 透鏡前平面透鏡前平面(x,y)處的光場復(fù)振幅處的光場復(fù)振幅)()(exp),;,(o oo oo oo oo oo od dy yy yx xx xj jk kd dj

12、jy yx xy yx xd dU U21221 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)由于透鏡具有一定大小，引入由于透鏡具有一定大小，引入孔徑函數(shù)孔徑函數(shù)p(x,y)p(x,y) 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)由于透鏡具有一定大小，引入由于透鏡具有一定大小，引入孔徑函數(shù)孔徑函數(shù)p(x,y)p(x,y) 考慮透鏡的考慮透鏡的相位變換相位變換特性特性 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)由于透鏡具有一定大小，引入由于透鏡具有一定大小，引入孔徑函數(shù)孔徑函數(shù)p(x,y)p(x,y) ),;,()

13、exp(),(),;,(y yx xy yx xd dU Uf fy yx xj jk ky yx xp py yx xy yx xd dU Uo oo oo oo o12212 考慮透鏡的考慮透鏡的相位變換相位變換特性特性, ,則后平面的復(fù)振幅：則后平面的復(fù)振幅： 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)由于透鏡具有一定大小，引入由于透鏡具有一定大小，引入孔徑函數(shù)孔徑函數(shù)p(x,y)p(x,y)透鏡后的觀察面呈菲涅耳衍射透鏡后的觀察面呈菲涅耳衍射 ),;,()exp(),(),;,(y yx xy yx xd dU Uf fy yx xj jk ky yx xp

14、 py yx xy yx xd dU Uo oo oo oo o12212 考慮透鏡的考慮透鏡的相位變換相位變換特性特性, ,則后平面的復(fù)振幅：則后平面的復(fù)振幅： 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)由于透鏡具有一定大小，引入由于透鏡具有一定大小，引入孔徑函數(shù)孔徑函數(shù)p(x,y)p(x,y)透鏡后的觀察面呈菲涅耳衍射，所以：透鏡后的觀察面呈菲涅耳衍射，所以： d dx xx xy yd dy yy yx xx xj jk ky yx xy yx xU Ud dd dj jj jk kd dy yx xy yx xh hi io oi io oi ii ii i

15、o oo oi ii io oo o)()(exp),;,()exp(),;,(2221 ),;,()exp(),(),;,(y yx xy yx xd dU Uf fy yx xj jk ky yx xp py yx xy yx xd dU Uo oo oo oo o12212 考慮透鏡的考慮透鏡的相位變換相位變換特性特性, ,則后平面的復(fù)振幅：則后平面的復(fù)振幅： 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)由于透鏡具有一定大小，引入由于透鏡具有一定大小，引入孔徑函數(shù)孔徑函數(shù)p(x,y)p(x,y)透鏡后的觀察面呈菲涅耳衍射，所以：透鏡后的觀察面呈菲涅耳衍射，所以：

16、 d dx xx xy yd dy yy yx xx xj jk ky yx xy yx xU Ud dd dj jj jk kd dy yx xy yx xh hi io oi io oi ii ii io oo oi ii io oo o)()(exp),;,()exp(),;,(2221 ),;,()exp(),(),;,(y yx xy yx xd dU Uf fy yx xj jk ky yx xp py yx xy yx xd dU Uo oo oo oo o12212 考慮透鏡的考慮透鏡的相位變換相位變換特性特性, ,則后平面的復(fù)振幅：則后平面的復(fù)振幅：d dx xx xy yy

17、 yd dy yd dy yx xd dx xd dx xj jk ky yx xf fd dd dk kj jy yx xp pd dy yx xj jk kd dy yx xj jk kd dd do oo oi ii io oo oi ii io oi ii ii ii io oo oo oi io o)()(exp)(exp),(expexp 22222221112221 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)由于透鏡具有一定大小，引入由于透鏡具有一定大小，引入孔徑函數(shù)孔徑函數(shù)p(x,y)p(x,y)透鏡后的觀察面呈菲涅耳衍射，所以：透鏡后的觀察面呈菲涅

18、耳衍射，所以： d dx xx xy yd dy yy yx xx xj jk ky yx xy yx xU Ud dd dj jj jk kd dy yx xy yx xh hi io oi io oi ii ii io oo oi ii io oo o)()(exp),;,()exp(),;,(2221 ),;,()exp(),(),;,(y yx xy yx xd dU Uf fy yx xj jk ky yx xp py yx xy yx xd dU Uo oo oo oo o12212 考慮透鏡的考慮透鏡的相位變換相位變換特性特性, ,則后平面的復(fù)振幅：則后平面的復(fù)振幅：d dx x

19、x xy yy yd dy yd dy yx xd dx xd dx xj jk ky yx xf fd dd dk kj jy yx xp pd dy yx xj jk kd dy yx xj jk kd dd do oo oi ii io oo oi ii io oi ii ii ii io oo oo oi io o)()(exp)(exp),(expexp 22222221112221dxxydxxyy yd dy yd dy yx xd dx xd dx xjkjky yx xp pd dy yx xjkjkd dy yx xjkjkd dd do oo oi ii io oo oi

20、 ii ii ii ii io oo oo oi io o)()(exp),(expexp 22122222 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)o oi id dd dM M 考慮到觀察光強(qiáng)考慮到觀察光強(qiáng), ,并利用放大率并利用放大率 公式公式, ,簡化簡化: :d dx xd dy yy yM My yy yx xM Mx xx xd dj jy yx xp pd dd dy yx xy yx xh ho oi ii ii ii io oi ii io oo o)()(exp),(),;,( 0221 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限

21、系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)設(shè)：設(shè)： o oi id dd dM M 考慮到觀察光強(qiáng)考慮到觀察光強(qiáng), ,并利用放大率并利用放大率 公式公式, ,簡化簡化: :o oo oo oo oM My yy yM Mx xx x ;d dx xd dy yy yM My yy yx xM Mx xx xd dj jy yx xp pd dd dy yx xy yx xh ho oi ii ii ii io oi ii io oo o)()(exp),(),;,( 0221考慮近似線性平移不變性則：考慮近似線性平移不變性則：d dx xx xy yy yy yy yx xx xx xd dj jy yx xp pd

22、dd dy yy yx xx xh ho oi ii ii ii io oo oi io oi i)()(exp),(),( 0221 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)設(shè)：設(shè)： o oi id dd dM M 考慮到觀察光強(qiáng)考慮到觀察光強(qiáng), ,并利用放大率并利用放大率 公式公式, ,簡化簡化: :o oo oo oo oM My yy yM Mx xx x ;d dx xd dy yy yM My yy yx xM Mx xx xd dj jy yx xp pd dd dy yx xy yx xh ho oi ii ii ii io oi ii io oo

23、 o)()(exp),(),;,( 0221考慮近似線性平移不變性則：考慮近似線性平移不變性則：d dx xx xy yy yy yy yx xx xx xd dj jy yx xp pd dd dy yy yx xx xh ho oi ii ii ii io oo oi io oi i)()(exp),(),( 0221作變換：作變換：i ii id dy yy yd dx xx x; 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)設(shè)：設(shè)： o oi id dd dM M 考慮到觀察光強(qiáng)考慮到觀察光強(qiáng), ,并利用放大率并利用放大率 公式公式, ,簡化簡化: :o oo

24、 oo oo oM My yy yM Mx xx x ;d dx xd dy yy yM My yy yx xM Mx xx xd dj jy yx xp pd dd dy yx xy yx xh ho oi ii ii ii io oi ii io oo o)()(exp),(),;,( 0221考慮近似線性平移不變性則：考慮近似線性平移不變性則：d dx xx xy yy yy yy yx xx xx xd dj jy yx xp pd dd dy yy yx xx xh ho oi ii ii ii io oo oi io oi i)()(exp),(),( 0221作變換：作變換：i

25、ii id dy yy yd dx xx x; y yd dx xd dy yy yy yx xx xx xj jy yd dx xd dp pM My yy yx xx xh ho oi ii ii ii io oi io oi i)()(exp) ,(),( 02 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)設(shè)：設(shè)： 即為點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)即為點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)o oi id dd dM M 考慮到觀察光強(qiáng)考慮到觀察光強(qiáng), ,并利用放大率并利用放大率 公式公式, ,簡化簡化: :o oo oo oo oM My yy yM Mx xx x ;d dx xd dy yy yM My

26、 yy yx xM Mx xx xd dj jy yx xp pd dd dy yx xy yx xh ho oi ii ii ii io oi ii io oo o)()(exp),(),;,( 0221考慮近似線性平移不變性則：考慮近似線性平移不變性則：d dx xx xy yy yy yy yx xx xx xd dj jy yx xp pd dd dy yy yx xx xh ho oi ii ii ii io oo oi io oi i)()(exp),(),( 0221作變換：作變換：i ii id dy yy yd dx xx x; y yd dx xd dy yy yy yx

27、xx xx xj jy yd dx xd dp pM My yy yx xx xh ho oi ii ii ii io oi io oi i)()(exp) ,(),( 02 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)當(dāng)透鏡孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)透鏡孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 時，可作近似：時，可作近似：i id d1 ),(y yd dx xd dp pi ii i 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)此時：此時： 當(dāng)透鏡孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)透鏡孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 時，可作近似：時，可作近似：i id d1 ),(y yd dx xd dp pi ii iy yx

28、 xx xd dy yy yy yx xx xx xj jM My yy yx xx xh ho oi ii io oi io oi i)()(exp),( 02 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)此時：此時： 當(dāng)透鏡孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)透鏡孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 時，可作近似：時，可作近似：i id d1 ),(y yd dx xd dp pi ii iy yx xx xd dy yy yy yx xx xx xj jM My yy yx xx xh ho oi ii io oi io oi i)()(exp),( 02),( o oi ii iy yy yx xx xM

29、 M 0 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)此時：此時： 即為理想光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)物成點(diǎn)像定理即為理想光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)物成點(diǎn)像定理當(dāng)透鏡孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)透鏡孔徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 時，可作近似：時，可作近似：i id d1 ),(y yd dx xd dp pi ii iy yx xx xd dy yy yy yx xx xx xj jM My yy yx xx xh ho oi ii io oi io oi i)()(exp),( 02),( o oi ii iy yy yx xx xM M 0 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)c.c.衍

30、射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)c.c.衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的衍射限制時的情況。衍射限制時的情況。 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)c.c.衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的衍射限制時的情況。衍射限制時的情況。無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，均可從系統(tǒng)分析角度，無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，均可從系統(tǒng)分析角度

31、，簡化為：簡化為： 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)c.c.衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的衍射限制時的情況。衍射限制時的情況。無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，均可從系統(tǒng)分析角度，無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，均可從系統(tǒng)分析角度，簡化為：簡化為：阿貝認(rèn)為系統(tǒng)阿貝認(rèn)為系統(tǒng)衍射限制主要衍射限制主要由入瞳引起。由入瞳引起。 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)c.c.衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的當(dāng)不考慮系統(tǒng)

32、的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的衍射限制時的情況。衍射限制時的情況。無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，均可從系統(tǒng)分析角度，無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，均可從系統(tǒng)分析角度，簡化為：簡化為：阿貝認(rèn)為系統(tǒng)阿貝認(rèn)為系統(tǒng)衍射限制主要衍射限制主要由入瞳引起。由入瞳引起。瑞利認(rèn)為系統(tǒng)瑞利認(rèn)為系統(tǒng)衍射限制主要衍射限制主要由出瞳引起。由出瞳引起。 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)c.c.衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的當(dāng)不考慮系統(tǒng)的幾何像差，僅僅考慮系統(tǒng)的衍射限制時的情況。衍射限制時的情況。無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，均可從系統(tǒng)分析角度，無論系統(tǒng)多么復(fù)雜，均可從

33、系統(tǒng)分析角度，簡化為：簡化為：阿貝認(rèn)為系統(tǒng)阿貝認(rèn)為系統(tǒng)衍射限制主要衍射限制主要由入瞳引起。由入瞳引起。瑞利認(rèn)為系統(tǒng)瑞利認(rèn)為系統(tǒng)衍射限制主要衍射限制主要由出瞳引起。由出瞳引起。 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)c.c.衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)將光學(xué)系統(tǒng)的出瞳函數(shù)替代薄透鏡的光瞳函將光學(xué)系統(tǒng)的出瞳函數(shù)替代薄透鏡的光瞳函數(shù)，并用出瞳到像面之間的距離替代薄透鏡數(shù)，并用出瞳到像面之間的距離替代薄透鏡的像距，則衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為：的像距，則衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為：y yd dx xd dy yy yy yx xx xx xj jy

34、yd dx xd dp pM My yy yx xx xh ho oi ii ii ii io oi io oi i)()(exp) ,(),( 02 2. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)c.c.衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)將光學(xué)系統(tǒng)的得出瞳函數(shù)替代薄透鏡的光瞳將光學(xué)系統(tǒng)的得出瞳函數(shù)替代薄透鏡的光瞳函數(shù)，并用出瞳到像面之間的距離替代薄透函數(shù)，并用出瞳到像面之間的距離替代薄透鏡的像距，則衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為：鏡的像距，則衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)為：y yd dx xd dy yy yy yx xx xx xj jy yd dx xd d

35、p pM My yy yx xx xh ho oi ii ii ii io oi io oi i)()(exp) ,(),( 02一般可定性一般可定性地理解：地理解： 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)是出瞳函數(shù)是出瞳函數(shù)的傅氏變換的傅氏變換 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律a.a.物平面光場的物平面光場的 函數(shù)表述：函數(shù)表述： 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律a.a.物平面光場的物平面光場的 函數(shù)表述：函數(shù)表述：),(),(),(d dd dy yx xU Uy yx x

36、U Uo oo oo oo o 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律a.a.物平面光場的物平面光場的 函數(shù)表述：函數(shù)表述：),(),(),(d dd dy yx xU Uy yx xU Uo oo oo oo o b.b.理想光學(xué)成像光場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系理想光學(xué)成像光場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律a.a.物平面光場的物平面光場的 函數(shù)表述：函數(shù)表述：),(),(),(d dd dy yx xU Uy yx xU Uo oo oo oo o b.b.理想光學(xué)成像光場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系理想光

37、學(xué)成像光場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系1.1.實(shí)際光學(xué)成像系統(tǒng)實(shí)際光學(xué)成像系統(tǒng) 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律a.a.物平面光場的物平面光場的 函數(shù)表述：函數(shù)表述：),(),(),(d dd dy yx xU Uy yx xU Uo oo oo oo o b.b.理想光學(xué)成像光場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系理想光學(xué)成像光場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系1.1.實(shí)際光學(xué)成像系統(tǒng)實(shí)際光學(xué)成像系統(tǒng)o oo oo oi io oi io oo oo oi ii io oo oo oo oo oo oo oo oo oo oi ii ii iy yd dx xd dy yy yx

38、xx xh hM My yM Mx xU UM Md dd dM My yM Mx xh hU Ud dd dy yx xL LU Ud dd dy yx xU UL Ly yx xU UL Ly yx xU U),(),(),(),(),(),(),(),(),(),( 212.2.理想光學(xué)成像系統(tǒng)理想光學(xué)成像系統(tǒng) 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律2.2.理想光學(xué)成像系統(tǒng)理想光學(xué)成像系統(tǒng)),(),(M My yM Mx xU UM Md dK Ky yx xU Ui ii io oi ii ii ig g222 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍

39、射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律2.2.理想光學(xué)成像系統(tǒng)理想光學(xué)成像系統(tǒng)),(),(M My yM Mx xU UM Md dK Ky yx xU Ui ii io oi ii ii ig g222 3.3.二者之間的關(guān)系二者之間的關(guān)系 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律2.2.理想光學(xué)成像系統(tǒng)理想光學(xué)成像系統(tǒng)),(),(M My yM Mx xU UM Md dK Ky yx xU Ui ii io oi ii ii ig g222 3.3.二者之間的關(guān)系二者之間的關(guān)系設(shè)：設(shè)：),(),(o oi io oi ii io oi io oi iy yy yx xx xh h

40、d dK Ky yy yx xx xh h 221綜合可知：綜合可知：),(),(),(i ii ii ii ig gi ii ii iy yx xh hy yx xU Uy yx xU U 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律2.2.理想光學(xué)成像系統(tǒng)理想光學(xué)成像系統(tǒng)),(),(M My yM Mx xU UM Md dK Ky yx xU Ui ii io oi ii ii ig g222 3.3.二者之間的關(guān)系二者之間的關(guān)系設(shè)：設(shè)：),(),(o oi io oi ii io oi io oi iy yy yx xx xh hd dK Ky yy yx xx

41、xh h 221綜合可知：綜合可知：),(),(),(i ii ii ii ig gi ii ii iy yx xh hy yx xU Uy yx xU U 不難得到：不難得到：),(),(y yd dx xd dp pF Fy yy yx xx xh hi ii io oi io oi i 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律2.2.理想光學(xué)成像系統(tǒng)理想光學(xué)成像系統(tǒng)),(),(M My yM Mx xU UM Md dK Ky yx xU Ui ii io oi ii ii ig g222 3.3.二者之間的關(guān)系二者之間的關(guān)系設(shè)：設(shè)：),(),(o oi io

42、oi ii io oi io oi iy yy yx xx xh hd dK Ky yy yx xx xh h 221綜合可知：綜合可知：),(),(),(i ii ii ii ig gi ii ii iy yx xh hy yx xU Uy yx xU U 不難得到：不難得到：),(),(y yd dx xd dp pF Fy yy yx xx xh hi ii io oi io oi i 由于光學(xué)系統(tǒng)的空間平移不變性，一般用由于光學(xué)系統(tǒng)的空間平移不變性，一般用0 o oo oy yx x時的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)來表征成像特征，即：時的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)來表征成像特征，即：),(),(y yd dx xd d

43、p pF Fy yx xh hi ii ii ii i 3. 相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)a.a.相干傳遞函數(shù)的定義相干傳遞函數(shù)的定義 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)a.a.相干傳遞函數(shù)的定義相干傳遞函數(shù)的定義衍射受限相干系統(tǒng)的頻譜函數(shù)與相應(yīng)無衍射衍射受限相干系統(tǒng)的頻譜函數(shù)與相應(yīng)無衍射受限相干系統(tǒng)的頻譜函數(shù)之比，稱為相干傳受限相干系統(tǒng)的頻譜函數(shù)之比，稱為相干傳遞函數(shù)遞函數(shù)HHc c( ( , , ) ) 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)a.a.相干傳

44、遞函數(shù)的定義相干傳遞函數(shù)的定義衍射受限相干系統(tǒng)的頻譜函數(shù)與相應(yīng)無衍射衍射受限相干系統(tǒng)的頻譜函數(shù)與相應(yīng)無衍射受限相干系統(tǒng)的頻譜函數(shù)之比，稱為相干傳受限相干系統(tǒng)的頻譜函數(shù)之比，稱為相干傳遞函數(shù)遞函數(shù)HHc c( ( , , ) ),(),(i ii ii ii iy yx xU UF FG G 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)),(),(i ii ig gg gy yx xU UF FG G ),(),(),(g gi ic cG GG GH H b.b.相干傳遞函數(shù)相干傳遞函數(shù)H Hc c( ( , , ) )與光瞳函數(shù)的關(guān)系與光瞳函數(shù)的關(guān)系 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳

45、遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)b.b.相干傳遞函數(shù)相干傳遞函數(shù)H Hc c( ( , , ) )與光瞳函數(shù)的關(guān)系與光瞳函數(shù)的關(guān)系 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)),(),(y yd dx xd dp pF Fy yx xh hi ii ii ii i b.b.相干傳遞函數(shù)相干傳遞函數(shù)H Hc c( ( , , ) )與光瞳函數(shù)的關(guān)系與光瞳函數(shù)的關(guān)系 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)),(),(y yd dx xd dp pF Fy yx xh hi ii ii ii i ),(),(),(y yd dx xd dp pF FF Fy yx

46、 xh hF FH Hi ii ii ii ic c b.b.相干傳遞函數(shù)相干傳遞函數(shù)H Hc c( ( , , ) )與光瞳函數(shù)的關(guān)系與光瞳函數(shù)的關(guān)系 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)),(i ii id dd dp p ),(),(y yd dx xd dp pF Fy yx xh hi ii ii ii i ),(),(),(y yd dx xd dp pF FF Fy yx xh hF FH Hi ii ii ii ic c b.b.相干傳遞函數(shù)相干傳遞函數(shù)H Hc c( ( , , ) )與光瞳函數(shù)的關(guān)系與光瞳函數(shù)的關(guān)系說明：相干傳遞函數(shù)說明：相干傳遞函數(shù)H

47、 Hc c( ( , , ) )理想光學(xué)成像光理想光學(xué)成像光場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系等于場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系等于光瞳函數(shù)，光瞳函數(shù)，僅在空域坐標(biāo)僅在空域坐標(biāo)x,y x,y 和頻域坐標(biāo)和頻域坐標(biāo) , , 存在著一定存在著一定的坐標(biāo)縮放關(guān)系。的坐標(biāo)縮放關(guān)系。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)),(i ii id dd dp p ),(),(y yd dx xd dp pF Fy yx xh hi ii ii ii i ),(),(),(y yd dx xd dp pF FF Fy yx xh hF FH Hi ii ii ii ic c b.b.相干傳遞函數(shù)相干傳

48、遞函數(shù)H Hc c( ( , , ) )與光瞳函數(shù)的關(guān)系與光瞳函數(shù)的關(guān)系說明：相干傳遞函數(shù)說明：相干傳遞函數(shù)H Hc c( ( , , ) )理想光學(xué)成像光理想光學(xué)成像光場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系等于場與實(shí)際光學(xué)成像光場的關(guān)系等于光瞳函數(shù)，光瞳函數(shù)，僅在空域坐標(biāo)僅在空域坐標(biāo)x,y x,y 和頻域坐標(biāo)和頻域坐標(biāo) , , 存在著一定存在著一定的坐標(biāo)縮放關(guān)系。即：的坐標(biāo)縮放關(guān)系。即： 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)),(i ii id dd dp p ),(),(y yd dx xd dp pF Fy yx xh hi ii ii ii i ),(),(),(y yd d

49、x xd dp pF FF Fy yx xh hF FH Hi ii ii ii ic c ),(),(i ii id dy yd dx xc cy yx xp pH H c.c.舉例舉例 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)c.c.舉例舉例求矩形光瞳函數(shù)求矩形光瞳函數(shù)的截止頻率。的截止頻率。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)例例1 1：),(),(l ly yl lx xr re ec ct ty yx xp p c.c.舉例舉例求矩形光瞳函數(shù)求矩形光瞳函數(shù)的截止頻率。的截止頻率。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù))(

50、)(),(),(),(),(l ld dr re ec ct tl ld dr re ec ct tl ld dl ld dr re ec ct tl ly yl lx xr re ec ct td dd dp pH Hi ii ii ii id dy yd dx xi ii ic ci ii i 例例1 1：),(),(l ly yl lx xr re ec ct ty yx xp p 解：解：c.c.舉例舉例求矩形光瞳函數(shù)求矩形光瞳函數(shù)的截止頻率。的截止頻率。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù))()(),(),(),(),(l ld dr re ec ct tl

51、ld dr re ec ct tl ld dl ld dr re ec ct tl ly yl lx xr re ec ct td dd dp pH Hi ii ii ii id dy yd dx xi ii ic ci ii i 例例1 1：),(),(l ly yl lx xr re ec ct ty yx xp p 解：解：i id dl lmax2 i id dl lmax2 c.c.舉例舉例求矩形光瞳函數(shù)求矩形光瞳函數(shù)的截止頻率。的截止頻率。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù))()(),(),(),(),(l ld dr re ec ct tl ld dr

52、re ec ct tl ld dl ld dr re ec ct tl ly yl lx xr re ec ct td dd dp pH Hi ii ii ii id dy yd dx xi ii ic ci ii i 例例1 1：),(),(l ly yl lx xr re ec ct ty yx xp p 解：解：i id dl lmaxmax2222 i id dl lmax2 所以截止頻率為：所以截止頻率為：i id dl lmax2 c.c.舉例舉例求圓形光瞳函數(shù)求圓形光瞳函數(shù)的截止頻率。的截止頻率。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)例例2 2：)(),(2

53、22l ly yx xc ci ir rc cy yx xp p c.c.舉例舉例求圓形光瞳函數(shù)求圓形光瞳函數(shù)的截止頻率。的截止頻率。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù))()(),(),(i id dy yd dx xi ii ic cd dl lc ci ir rc cl ly yx xc ci ir rc cd dd dp pH Hi ii i222222 例例2 2：)(),(222l ly yx xc ci ir rc cy yx xp p 解：解：c.c.舉例舉例求圓形光瞳函數(shù)求圓形光瞳函數(shù)的截止頻率。的截止頻率。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系

54、統(tǒng)的相干傳遞函數(shù))()(),(),(i id dy yd dx xi ii ic cd dl lc ci ir rc cl ly yx xc ci ir rc cd dd dp pH Hi ii i222222 例例2 2：)(),(222l ly yx xc ci ir rc cy yx xp p 解：解：i id dl lmax2 i id dl lmax2 c.c.舉例舉例求圓形光瞳函數(shù)求圓形光瞳函數(shù)的截止頻率。的截止頻率。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù))()(),(),(i id dy yd dx xi ii ic cd dl lc ci ir rc cl

55、 ly yx xc ci ir rc cd dd dp pH Hi ii i222222 例例2 2：)(),(222l ly yx xc ci ir rc cy yx xp p 解：解：i id dl l2i id dl lmax2 所以截止頻率為：所以截止頻率為：i id dl lmax2 c.c.舉例舉例用一個直徑為用一個直徑為D,D,焦距為焦距為f f的理想單透鏡對的理想單透鏡對相干照明物體成像，若物方空間截止頻相干照明物體成像，若物方空間截止頻率為率為 ococ, ,試問當(dāng)系統(tǒng)的放大倍率試問當(dāng)系統(tǒng)的放大倍率M M為何值為何值時時 ococ最大？最大？。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函

56、數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)例例3 3：c.c.舉例舉例用一個直徑為用一個直徑為D,D,焦距為焦距為f f的理想單透鏡對的理想單透鏡對相干照明物體成像，若物方空間截止頻相干照明物體成像，若物方空間截止頻率為率為 ococ, ,試問當(dāng)系統(tǒng)的放大倍率試問當(dāng)系統(tǒng)的放大倍率M M為何值為何值時時 ococ最大？最大？。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)f fM MM MD DM Md dD Df fM Md df ff fd dd dd do oc co oc ci ic ci ii io oi i)()(: 12121M又可得由例例3 3：解：解：c.c.舉例舉例用一個直徑

57、為用一個直徑為D,D,焦距為焦距為f f的理想單透鏡對的理想單透鏡對相干照明物體成像，若物方空間截止頻相干照明物體成像，若物方空間截止頻率為率為 ococ, ,試問當(dāng)系統(tǒng)的放大倍率試問當(dāng)系統(tǒng)的放大倍率M M為何值為何值時時 ococ最大？最大？。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)f fM MM MD DM Md dD Df fM Md df ff fd dd dd do oc co oc ci ic ci ii io oi i)()(: 12121M又可得由例例3 3：解：解：0M122 d dM Md dM Mf fD Dd dM Md do oc co oc c)

58、(時，只有當(dāng)c.c.舉例舉例用一個直徑為用一個直徑為D,D,焦距為焦距為f f的理想單透鏡對的理想單透鏡對相干照明物體成像，若物方空間截止頻相干照明物體成像，若物方空間截止頻率為率為 ococ, ,試問當(dāng)系統(tǒng)的放大倍率試問當(dāng)系統(tǒng)的放大倍率M M為何值為何值時時 ococ最大？最大？。 4. 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)f fM MM MD DM Md dD Df fM Md df ff fd dd dd do oc co oc ci ic ci ii io oi i)()(: 12121M又可得由例例3 3：解：解：0M122 d dM Md dM Mf fD Dd d

59、M Md do oc co oc c)(時，只有當(dāng)f fD DM MM Mf fD DM Mo oc cM Ma ax xlim:212 此時有極大值f f 5. 衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)a.a.非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù) 5. 衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)a.a.非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)基于光強(qiáng)的線性疊加原理基于光強(qiáng)的線性疊加原理 5. 衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)1.1.特征：特征：a.a.非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)

60、非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)基于光強(qiáng)的線性疊加原理基于光強(qiáng)的線性疊加原理 5. 衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)1.1.特征：特征：2.2.非相干成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)：非相干成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)：a.a.非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)基于光強(qiáng)的線性疊加原理基于光強(qiáng)的線性疊加原理 5. 衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)1.1.特征：特征：2.2.非相干成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)：非相干成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)：),(),(),(i ii iI Ii ii ig gi ii ii iy yx xh hy yx xI I