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反映光学系统能分辨物体细节的能力:分辨率

发布时间:2011-02-11   来源:11317仪器商城  

                                              反映光学系统能分辨物体细节的能力:分辨率

      分辨率是反映光学系统能分辨物体细节的能力,它是光学系统一个很重要的性能,因此也可以用分辨率来作为光学系统的成像质量评价方法。

      瑞利指出“能分辨的二个等亮度点间的距离对应艾里斑的半径”,即一个亮点的衍射图案中心与另一个亮点的衍射图案的第一暗环重合时,这二个亮点则能被分辨。这时在二个衍射图案光强分布的迭加曲线中有二个极大值和一个极小值,其极大值与极小值之比为1:0.735,这与光能接收器(如眼睛或照相底板)能分辨的亮度差别相当。若二亮点更靠近时,则光能接收器就不能再分辨出它们是分离开的二点了。

      根据衍射理论,无限远物体被理想光学系统形成的衍射图案中,第一暗环半径对出射光瞳中心的张角为

式中为光学系统的最小分辨角,为出瞳直径。对的单色光,以(″)来 表示最小分辨角时,有

是计算光学系统理论分辨率的基本公式,对不同类型的光学系统可推导出不同的表达形式。

      分辨率作为光学系统成像质量的评价方法并不是一种完善的方法,这是因为光学系统的分辨率与其像差大小直接有关,即像差可降低光学系统的分辨率。但在小像差光学系统(例如望远系统)中,实际分辨率几乎只与系统的相对孔径(即衍射现像)有关,受像差的影响很小。而在大像差光学系统(例如照相物镜)中,分辨率是与 系统的像差有关的,以分辨率作为系统的成像质量指标,这是常用的方法。但由于用于分辨率检测的鉴别率板为黑白相间的条纹,这与实际物体的亮度背景有着很大的差别;此外,对同一光学系统,使用同一块鉴别率板来检测其分辨率,由于照明条件和接收器的不同,其检测结果也是不相同的。对照相物镜等作分辨率检测时, 有时会出现“伪分辨现像”,即分辨率在鉴别率板的某一组条纹时已不能分辨,但对更密一组的条纹反而可以分辨,这是因为对比度反转而造成的。因此用分辨率来 评价光学系统的成像质量也不是一种严格而可靠的像质评价方法,但由于其指标单一,且便于测量,在光学系统的像质检测中得到了广泛应用。
 

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