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5 6相干成像和非相干成像的比较 下面从照明光 截止频率 像强度的频谱和两点的分辨等方面对这两种成像进行比较 1 截止频率 OTF的截止频率是CTF的截止频率的两倍 并不意味非相干照明比相干照明好 原因 相干截止频率确定像的振幅的最高频率分量 非相干截止频率确定像的强度的最高频率分量 这两者不能直接比较 2 像强度的频谱 两种情形下最后可以比较的物理量都是强度 无疑 对分别在相干和非相干光照明下成像的比较 必须通过统一的可观察量 像的强度来进行 举例 分析两种情况下的像强度 物体的复振幅透过率为 将此物通过一个横向放大率为1的光学系统成像 系统的出瞳是半径为a的圆形孔径 并且 为出瞳到像面的距离 为照明光波波长 请问对该物体成像 采用相干光和非相干光照明 哪一种方式更好 分析 首先 该系统的出瞳是圆孔 因为题目给出了条件 1 截止频率为 相干光照明时 所以得到 上述分析得到结论 在相干光照明下 此成像系统不允许该物函数的基频及以上的频率通过 只能让零频分量通过 所以物不能成像 像面上是均匀强度分布 接着 将物函数分解为余弦函数的线性组合 即将其展开成傅立叶级数 得 由此式可知 此物的基频为2 b 非相干光照明下 系统的截止频率为 所以零频和基频都能通过系统参与成像 尽管像的基频被衰减 高频被截断 但像面上有图象存在 结论 这道题的条件下 非相干照明优于相干照明 分析 此系统的相干截止频率为 因此 此物能够不受影响地通过系统成像 对于相干光照明 此物所成理想像的复振幅分布为 其频率为 对于非相干光照明 理想像的强度分布为 此系统的非相干截止频率为 结论 这种情况下 相干光照明比非相干光照明好 其频率为 故此物也能通过系统成像 但幅度被衰减 从上述两个例子 我们可以看出 要根据实际情况来选择光源 3 两点分辨 分辨率是判断系统成像质量的一个重要指标 非相干成像系统 采用瑞利判据表示分辨极限 瑞利判据 对两个强度相等的非相干点光源 若一个点源产生的艾里斑中心恰与第二个点源产生的艾里斑的第一个零点重合 则认为这两个点源刚好能够分辨 相干成像系统 叠加结果依赖于两个点光源之间的相位关系 不能采用瑞利判据 全自
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