Глава 3. ОБРАЗОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ НЕКОГЕРЕНТНОМ ОСВЕЩЕНИИ
1. Изображение точечного источника
Если выполнены условия, при которых связь между комплексной амплитудой в зрачке
и комплексной амплитудой в фокальной плоскости
выражается в форме преобразования Фурье (рис. 1),
согласно уравнениям (28) и (29) гл. 2,
или
Здесь
амплитуда вектора электрического поля в точке
Напомним, что
а
Если использовать символ у для преобразования Фурье или фурье-образа, то выражение (1а) можно переписать в виде
или
Соотношения (4) и (5) указывают на то, что амплитуды в зрачку и в дифракционной картине связаны преобразованием Фурье. Напомним,что
Из уравнений
видно, что изображение точенного источника не является точечным. В силу электромагнитной природы света и конечных размеров зрачка свет от точечного источника в общем случае имеет вид дифракционного пятна.
Рис. 1. а — картина дифракции точечного источника;
система совершенных линз.
Оптические приемники, как правило, чувствительны к электрическому полю
и регистрируют величину этого поля, а именно
Поэтому при рассмотрении процесса образования изображения при использовании приближения, основанного на преобразовании Фурье, вектор
будет обозначаться символом
или
Оптические приемники света (фотоэлемент, фотографическая эмульсия, глаз и т. д.) могут обнаруживать в лучшем случае только энергию. Вследствие этого в оптике в обычных условиях измеряется только среднее по времени электрическое поле и детектируемой величиной является интенсивность
а не комплексная амплитуда вектора электрического поля
Фаза
вектора электрического поля тем не менее может быть зарегистрирована, если, например, использовать интерферометрическое устройство.