Прикладная оптика-Дифракция-Ограниченные системы

Если оптическая система преобразует расходящуюся сферическую волну в сходящуюся сферическую волну, система называется дифракционно-ограниченной системой. В этом случае оптическая система не имеет аберраций. С точки зрения физической оптики, поскольку диаметр апертурной остановки конечен, только часть сферической волны внутри апертуры проходит через оптическую систему, что приводит к потере информации. В результате центр сходящейся волны уже не точка, а диск Эйри.

Из приведенной выше диаграммы видно, что центр диска Эйри представляет собой яркое круглое пятно, окруженное серией более слабых чередующихся ярких и темных концентрических колец. Используя первое темное кольцо в качестве меры распространения диска Эйри, мы можем получить:

В приведенном выше уравнении NA-числовая апертура, а F-f-число. Оптическая система с малым полем зрения и апертурой, которая была точно спроектирована и тщательно изготовлена, и характеристики которой приближаются к характеристикам дифракционно-ограниченной системы, называется системой, близкой к дифракции.

Например, оптическая система 20-кратного планового ахроматического объектива микроскопа. Следующим образом,

Его функция распространения по точкам (PSF) выглядит следующим образом:

Размер пятна размытия очень близок к размеру диска Эйри, что указывает на то, что производительность этого объектива микроскопа близка к пределу дифракции. Это означает, что объектив способен разрешать мелкие детали с минимальными аберрациями, а его качество изображения в первую очередь ограничено дифракцией, а не недостатками в конструкции или производстве объектива.

Bena Optics занимается разработкой передовых оптических систем, проведением различных проектов оптического проектирования, сборкой систем и тестированием.