3.4.3. Ограничения, накладываемые апертурой

Для фазового объекта образование изображения с нулевым контрастом зависит от интерференции волн на заднее фокальной плоскости со строго определенными значениями амплитуд и относительными фазами. Любая модификация распределения амплитуды в задней фокальной плоскости будет нарушать этот баланс и приведет к возникновению некого контраста.

Если, например, круглая апертура помещена в центре задней фокальной плоскости, то изображение будет иметь форму

Не сразу можно заметить, что это выражение представляет собой амплитудный контраст. Однако из качественных соображений

можно предсказать следующее. Во-первых, поскольку изменяется периферийная часть дифракционной картины, модифицироваться будут только фурье-компоненты функции высших порядков; следовательно, контраст будет появляться там, где появятся случайные изменения , как это имеет место по краям частиц. Действительно, контраст изображения будет обнаруживать некое сходство с функцией Во-вторых, поскольку изображение свертывается с функцией размытия, величина разрешения не будет ограничена шириной функции размытия. Выигрыш в контрасте получается опять-таки за счет ухудшения разрешения.

Другие формы апертурных ограничений включают в себя хорошо известный случай «полосчатой» оптики, которая используется для визуализации воздушных потоков в аэродинамических трубах. В заднюю фокальную плоскость помещается прямой край для срезания половины дифракционной картины. Из соотношения (2.41) видно, что влияние этого края частично будет представлено сверткой изображения с функцией формы что приводит к возникновению контраста, в чем-то сходного с