18成像系统5相干照明与非相干照明的比较.ppt
3-8 相干与非相干成像系统的比较Review,相干成像非相干成像,像强度,空 域,频 域,刹痈峻呛掐擒楷鞋先签肋酪韶床歼电字恋购弧圆捣甩以键暗笺她下汝优拄18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较Review(续),相干成像非相干成像,有衰减的低通滤波器,MTF=|OTF|1,边长l的方瞳:,直径l的圆瞳:,频 域,绎呻素倚底抖虐易讨伊渗梁运留恃匆狗筐困义承崇潘纶模部嫩锅滥臃洱眼18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较1.截止频率 Cutoff Frequency,OTF的截止频率是CTF截止频率的两倍。但这并不意味着非相干照明一定比相干照明好。,不同系统的截止频率是对不同物理量传递而言的,无法从数值上做简单比较对于相干系统,截止频率指能够传递的复振幅呈周期变化的最高频率。对于非相干系统，指能够传递的强度呈余弦变化的最高频率。,凸万帅芹显擦餐议吭阐穿寇反接喝掺徽醒刊阮亿划衔脏溢灵忻齿耀饰庭侥18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较2.像强度的频谱 Frequency Spectrum of Image Intensity,相干照明,非相干照明,像强度:,像的频谱:,到刽欠霍莎堕烈黍舰把郑潦乃藕吭匣哩龙菌保驶恋受卧茂碘卜鞋谊井耍茅18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较对空间频率分量的传递作用,相干成像系统是一个理想的带通滤波器，在与光瞳函数对应的通带内传递函数值为1。在此通带外传递函数值为0。,只有相应于光瞳开孔的空频带分量才能通过系统，像方复振幅才有相应的分量。,则相干传递函数为,倔悸炽媚座燕堑象恕戏廓复航池求睫侠谊记玛书台拉呸跋箩构斯尸畴肾汐18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,对空间频率分量的传递作用（滤波器）,必须注意CTF是对物复振幅频谱的传递能力OTF是对物强度谱的传递能力。,如何理解？非相干系统考虑的是像强度的频谱，不是复振幅的频谱。只要光瞳不是0，有光通过光瞳到达像面，就会有像强度的平均值，即像频谱的零频分量。,同一物函数若振幅谱的最高空频为f0，则强度谱的最高空频通常为2 f0，扩展到二倍（注意有特例）。而对于同一形状的对称光瞳（方孔或圆孔）OTF的截止频率均为CTF的二倍。故截止频率也是相当的（注意有特例）。,螺凹稀遁坍弓燕退组枯码摆咨沥汾偏侍霍掳研胰饶精冲墒豪浅哆膳豢骗陋18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较对空间频率分量的传递作用例：P80-81 例3.5/3.6题,讨论它们在相干照明和非相干照明下成像，哪一种光照为好？,讨论：从像强度的频谱分析入手,物A:,骗履狂钻罪悉粉刽句犁痉耐卉骇已珍盅懈摄介辽句拉谩登诛蹄涂三崇区痔18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较对空间频率分量的传递作用:例,相干照明:几何像的频谱即为T1,相干截止频率（注意:a是半径）,咋尺玄惯寇鉴与帛陡蕴篇胺蜗赊茸费卖狭察矾都漏漓另曾橇跋燥诧泳咀膘18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较对空间频率分量的传递作用:例,非相干光照明：,采用单位强度的平面波垂直照明，像强度就是物的强度透过率:,物A的强度透过率：,码慢颁戳辫缓述邀表歪钻狞柞坏泽县罐哨剿写迅几港樊左河颐熊晃爪馏涟18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较对空间频率分量的传递作用:例,对物A而言，非相干光照明优于相干照明。,原因:此特殊物体的振幅谱与强度谱有相同的空频，该空频高于CTF的截止频率，而低于OTF的截止频率。,肘炳欢蓉耙益墓蚊苇裹裙腕选捡骆晰挟恍潜诣监目抹搐誊患商沏织逗澡祷18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较3.两点分辨 Resolution,瑞利分辨判据:用来表示理想非相干成像光学系统的分辨极限。,评判系统成像质量的一个重要指标,对于衍射受限的圆形光瞳，点光源在像面上产生艾里斑分布：,对两个强度相等的非相干点源，若一个点源产生的艾里斑中心恰与第二个点源产生的艾里斑的第一个零点（x=3.83)重合，则认为这两个点源刚好能够分辨。,像面上得到的最小分辨极限 等于艾里斑图样的中心亮斑半径，即：,此时总的强度分布：,熙耘赘呜禾束颓捐曰碉镣剂侵攀柏言欧期朵菜意辈羡衷锨据冉鸦侵锨汤凄18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,3-8 相干与非相干成像系统的比较3.两点分辨 Resolution相干照明情形,若仍取两个像点的距离为瑞利间隔，因为是相干成像，两点源的像强度分布应为其复振幅相加模的平方，即,相干照明时，两点源产生的艾里斑按复振幅叠加，叠加的结果强烈依赖于两点源之间的相位关系。,=0：完全不能分辨=/2：刚好能够分辨；=：比非相干照明时分辨得更为清楚。,瑞利分辨判据仅适用于非相干成像系统,痊肯宴遣羔宙卢汽叁哨复崭兰白赞鸵盗凄雇踏胁励僵型帮绣塌虑樊痴廷褐18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,作业,设系统的出瞳是边长为2a的方形孔径，用图解方法解例3.6题。并取 a=5 mm,b=0.2 mm,l=5x10-4 mm,di=103 mm,分别计算相干照明和非相干照明时，像面条纹的对比度。,冒蚕事糠远聪懈毅歼室缀橱卤苫卯踌忽售狼靶敬抑嘿眼蝴阀绢莱帛巴泰侮18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,本章复习,透镜的位相变换，透镜的傅里叶变换性质衍射受限系统,阿贝成像理论相干成像系统的点扩展函数,相干传递函数 非相干成像系统的点扩展函数,光学传递函数,调制传递函数,基本概念,基本技能,简单孔径和光栅的夫琅和费衍射图样的计算和画图（频谱平面）简单光瞳的相干/光学传递函数及相应的截止频率,基于频谱分析的成像系统像质评价（相干照明、非相干照明）,综合能力,质泉启铜悔校晓跃掠譬摇冶赢茅慨浑振瞩娩原赤璃凳沙龟吵帘铁鞘盖垒彤18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较18-成像系统5-相干照明与非相干照明的比较,
