阿贝成像原理

CH 6-4,阿贝成像原理,Abbe imaging principle,阿贝,（,Abbe,，,18401905）,研究如何提高显微镜的分辨本领问题,1873,年对相干光照明的物体提出了两步衍射成像原理。,6.4 阿贝成像原理,通过衍射屏的光发生夫琅禾费衍射，在透镜后焦平面上得到傅里叶频谱,(,S,+1,S,0, S,-1,),1,第一步,是信息分解,第二步,是信息合成,频谱图上各发光点发出的球面波在象平面上相干叠加而形成象,A,，,B,，,C,。,2,阿贝成象原理,A,B,C,C,O,F,I,L,S,+1,S,0,S,-1,B,A,1,2,虚物,正弦光栅像的形成,x,O,(a),E( x,),x,O,(c),E,(,x,),x,(b),E,(,x,),零级衍射光在像面,I,上产生的均匀光场分布,和 两个相干点源发出的子波在,I,面上干涉形成的光场分布,三个点源干涉的结果，形成正弦形变化的光场分布即正弦光栅的像,一.物体相干成,像过程,计算,像面上某点光场的复振幅,既要考虑物面上每点对频谱面上各点的贡献,又要考虑频谱面上各点对,像,面上该点的贡献。,傅里叶光学观点,第一步夫琅禾费衍射起分频作用,将各种空间频,率的平面波分开,在,L,后焦面上形成频谱,第二步干涉起综合作用,频谱语言描述,1.,透镜后焦面上光场分布,焦面上坐标 处的振幅和相位,由物函数中所含的空间频率,傅里叶分量的振幅和相位决定,阿贝成象原理,A,B,C,C,O,F,I,L,S,+1,S,0,S,-1,B,A,物光波的付氏变换,2.,像面,I,上光场的复振幅分布,光波从焦面,F,到象面,I,的传播,菲涅耳衍射积分,物镜焦面上光场分布函数的傅里叶,变换,远场,如：显微系统,牛顿放大率公式,像面的光强分布,物面上的光强分布,当透镜孔径为无限大时物面的所有频谱都参与综合成像,物面与像面对应点光强之比为常数两者的光强分布完全,相同,物与像几何相似,实际透镜的口径有限物函数所含有的频率超过一定限度的信,息因衍射角过大而失去高频成分的信息再综合到一起时像,的细节被“平滑”而变模糊棱角不分明,提高系统的成像质量：应扩大透镜的口径,减少高频信息的损失,光学信息处理概念的基础,