Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
ГЛАВА 5. ДИФРАКЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ§ 1. Общие замечанияДо сих пор мы рассматривали два весьма отличных друг от друга раздела науки: теорию линейной фильтрации и геометрическую оптику. Теперь мы попытаемся обосновать необходимость введения этих разделов, показав, как они оба в действительности тесно связаны с представлением о формировании изображения в оптических приборах в результате фильтрации пространственных частот. Ранее мы указывали, что свойства системы определяются либо импульсной реакцией системы (функцией Грина), либо ее преобразованием Фурье, т. е. частотной характеристикой системы. В оптике импульс представляет собой точечный источник света в пространстве объектов, а функция Грина для прибора (называемая функцией рассеяния в литературе по оптике) дается распределением освещенности в изображении точки. Оптическая частотная характеристика является тогда двумерным преобразованием Фурье этого распределения и называется оптической контрастной передаточной функцией. Исходя из сказанного, мы можем с незначительными модификациями применить к оптическим системам представления теории линейной фильтрации, которые хорошо установлены в области электрических цепей. Но как определить распределение освещенности в изображении точки? В соответствии с фиг. 5.1 изобразим оптический прибор как систему четырех плоскостей: плоскости объекта, плоскости входного зрачка, плоскости выходного зрачка и плоскости изображения. Рассмотрим изолированный точечный источник Р, излучающий сферические волны, часть которых входит в оптический прибор. Оптический прибор должен преобразовать сферически расходящийся волновой фронт (поверхность постоянной фазы или оптического пути) в сферически сходящийся волновой фронт, с центром в точке Р, которая является гауссовым изображением точки Р. На практике волновой фронт, выходящий из прибора, никогда не бывает точно сферическим, и отклонение его от идеальной сферы с центром в точке Р характеризуется величиной
Фиг. 5.1. В настоящее время существуют весьма хорошо исправленные системы, для которых связанная с определением точного положения звезды из наблюдений прохождения света в фокальной плоскости телескопа. Короче говоря, необходима физическая оптика, основанная на принципе Гюйгенса, чтобы определить амплитуду световой волны и, следовательно, распределение освещенности в плоскости изображения, зная амплитуду и фазу волнового возмущения в пределах выходного зрачка оптического прибора. Значит ли это, что мы полностью исключаем геометрическую оптику? Нет, не значит. Если мы временно пренебрежем воздействием поглощения или покрытия на амплитудное распределение по выходному зрачку, то окажется, что фазовое распределение по зрачку точно определяется оптическим ходом, который набегает в результате прохождения луча от одной поверхности до другой. В принципе такое суммирование оптической разности хода при прохождении луча от одной поверхности до другой может быть осуществлено с любой точностью вплоть до выходного зрачка. Но для того чтобы определить распределение освещенности в изображении точки, на участке от выходного зрачка до плоскости изображения необходимо пользоваться физической оптикой. Тот факт, что схемы прохождения лучей в предыдущей главе часто грубо соответствовали действительности, хотя волновые отклонения достигали нескольких длин волн, проистекает из принципа оптического соответствия, но это обстоятельство не должно отвлекать нас от более фундаментального факта. Мы не должны упускать из виду, что процесс прохождения света на участке между выходным зрачком прибора и плоскостью изображения — это процесс распространения волны. С этох! точки зрения оптическую частотную характеристику не следовало бы рассматривать как fait accompli, т. е. как нечто такое, что можно измерить лишь после того, как прибор сконструирован, изготовлен и собран. Напротив, это — характеристика, находящаяся под непосредственным контролем конструктора оптических систем, и она полностью определяется формой волнового фронта, выходящего из выходного зрачка прибора.
|
1 |
Оглавление
|