光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射和分辨本領(lǐng)

一、回顧與引出二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射三、成像系統(tǒng)的分辨率第四節(jié)光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射和分辨本領(lǐng)Diffractionandresolvingpowerofanopticalsystem由衍射現(xiàn)象---進(jìn)一步理解什么是衍射障礙物；2.夫瑯和夫圓孔衍射理解望遠(yuǎn)鏡的星點(diǎn)檢驗(yàn)系統(tǒng)；S

K衍射屏衍射空間接收幕屏一、回顧與引出光的衍射現(xiàn)象：光波在空間傳播遇到障礙物時(shí)，其傳播方向會(huì)偏離直線傳播，彎入到障礙物的幾何陰影中，并呈現(xiàn)光強(qiáng)的不均勻分布的現(xiàn)象。1.1對(duì)衍射的進(jìn)一步理解、討論與思考？？由透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng)是否可以看作是光傳播中遇到的障礙物？Yes!§13-4P.379圖13-284、星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置：檢驗(yàn)透鏡的成像質(zhì)量S’L1被測(cè)透鏡SP0P’0聚光鏡星點(diǎn)（針孔）顯微鏡1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2）檢測(cè)判據(jù)L2一、回顧與引出二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射三、成像系統(tǒng)的分辨率第四節(jié)光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射和分辨本領(lǐng)Diffractionandresolvingpowerofanopticalsystem2.1理想光學(xué)系統(tǒng)的衍射現(xiàn)象S’DLS’DL1L2等效光學(xué)系統(tǒng)二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射2.2光學(xué)系統(tǒng)衍射分析QMDSS’

xyz(x1Cy1)rqR（1）出瞳面上任意點(diǎn)Q的復(fù)振幅分布其中二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射S’是成像系統(tǒng)對(duì)S所成的像。成像系統(tǒng)對(duì)無(wú)像差。D系統(tǒng)的孔徑光闌C坐標(biāo)坐標(biāo)xS’y分散的是會(huì)聚的！為什么？會(huì)聚的QMDP0P’0

xyz(x1Cy1)rqR（2）像面上的振幅分布可看成出瞳的菲涅爾衍射二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射C2.2光學(xué)系統(tǒng)衍射分析不能用夫衍射，利用菲衍射計(jì)算公式坐標(biāo)坐標(biāo)xS’y代入整理：二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射理解：1.2.3……無(wú)窮遠(yuǎn)處點(diǎn)物---焦面點(diǎn)物—成像系統(tǒng)—像面上的像—是夫瑯和費(fèi)衍射圖樣近處點(diǎn)物---像面--像面上夫衍射場(chǎng)分布焦面上夫衍射場(chǎng)分布設(shè)光學(xué)系統(tǒng)通光孔的直徑為D，它產(chǎn)生的愛(ài)里斑的半徑：當(dāng)對(duì)點(diǎn)源成象時(shí)，衍射斑紋在其像面上，愛(ài)里斑的半徑結(jié)論一個(gè)無(wú)像差光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)于物點(diǎn)所成的像也不是一個(gè)點(diǎn)而是一個(gè)衍射光斑。這個(gè)衍射光斑中的光強(qiáng)分布與系統(tǒng)孔徑的夫瑯和費(fèi)衍射圖樣完全相同。二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射4、星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置：檢驗(yàn)透鏡的成像質(zhì)量S’L1被測(cè)透鏡SP0P’0聚光鏡星點(diǎn)（針孔）顯微鏡1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2）檢測(cè)判據(jù)L2一、回顧與引出二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射三、成像系統(tǒng)的分辨率第四節(jié)光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射和分辨本領(lǐng)Diffractionandresolvingpowerofanopticalsystem1.用衍射理論分析光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成與作用；2.光學(xué)系統(tǒng)成像關(guān)系可看成了是夫瑯和費(fèi)衍射關(guān)系，像面上（R）夫瑯和費(fèi)衍射場(chǎng)的分布計(jì)算公式；3.遠(yuǎn)、近點(diǎn)物通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)，在像平面上，都看成是夫瑯和夫圓孔衍射圖樣。一、回顧與引出二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射三、成像系統(tǒng)的分辨率第四節(jié)光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射和分辨本領(lǐng)Diffractionandresolvingpowerofanopticalsystem光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)是指光學(xué)系統(tǒng)分辨細(xì)微結(jié)構(gòu)的能力。三、光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)（Resolvingpowerofanopticalsystem）光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)是指光學(xué)系統(tǒng)分辨細(xì)微結(jié)構(gòu)的能力。LS1S2S’1S’2d相鄰的兩個(gè)光斑極大值的角度或者距離。

LS1S2S’1S’2LS1S2S’1S’2三、光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)（Resolvingpowerofanopticalsystem）能分開(kāi)不能分開(kāi)3.1瑞利判據(jù)（Rayleigh’scriterion）10.81當(dāng)一個(gè)像點(diǎn)的衍射光斑主極大和另一個(gè)像點(diǎn)的衍射的第一極小值重合時(shí)，兩個(gè)像點(diǎn)剛好被分開(kāi)。三、光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)（Resolvingpowerofanopticalsystem）第一級(jí)小值，藍(lán)色中央極大值，紅色與F-P標(biāo)準(zhǔn)具的分辨率的表述有何不同？光斑主極大的能量占80%3.2幾種常見(jiàn)的光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)（1）望遠(yuǎn)鏡的分辨本領(lǐng)望遠(yuǎn)鏡的作用(角度的放大)2

S'1S'2θ0Lr0三、光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)（Resolvingpowerofanopticalsystem）（2）照像物鏡的分辨本領(lǐng)D/f’為物鏡的相對(duì)孔徑3.2幾種常見(jiàn)的光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)求證：由阿貝正弦條件：證明：由衍射知證畢

'S1S2S'1S'2

D2

'l’顯微物鏡-l（3）顯微物鏡的分辨本領(lǐng)（3）顯微物鏡的分辨本領(lǐng)求證：p.400

S2’S1

S2

S1‘

一、回顧與引出二、在像面觀察的夫瑯和費(fèi)衍射三、成像系統(tǒng)的分辨率第四節(jié)光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射和分辨本領(lǐng)Diffractionandresolvingpowerofanopticalsystem成像系統(tǒng)分辨率的意義；2.常用的3種光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)分別如何定義、

各自特點(diǎn)和計(jì)算；Homework(13-4)4.Adiffraction-limitedtelescopewitha7.6cmapertureisaimedatatarget12.5kmaway.Assuminglightof500nmwavelengthandneglecting