Пространственная частота среза

В оптике разрешаемого пространственная граничная частота — это точный способ количественной оценки наименьшего объекта, оптической системой. Из-за дифракции в плоскости изображения все оптические системы действуют как фильтры нижних частот с ограниченной способностью разрешать детали. Если бы не эффекты дифракции, с 2- дюймовой апертурой телескоп теоретически можно было бы использовать для чтения газет на планете, вращающейся вокруг Альфы Центавра , находящейся на расстоянии более четырех световых лет . К сожалению, волновая природа света никогда не позволит этому случиться.

Пространственная граничная частота для идеально скорректированной некогерентной оптической системы определяется выражением

f_{o}={1 \over {\lambda F_{\#}}}\ \ \mathrm {cycles/millimeter} \ ,

^{[ 1 ]}

где $\lambda$ — длина волны, выраженная в миллиметрах, а $F #$ линзы — фокусное соотношение . Например, телескоп, имеющий Объектив f /6 и визуализация на расстоянии 0,55 микрометра имеют пространственную граничную частоту 303 цикла/мм. Черно-белая пленка высокого разрешения способна разрешать детали на пленке размером до 3 микрометров или меньше, поэтому ее граничная частота составляет около 150 циклов на миллиметр. Таким образом, оптическое разрешение телескопа примерно в два раза превышает разрешение пленки высокого разрешения, и в результате получается четкое и резкое изображение (при условии, что фокус идеален и атмосферная турбулентность минимальна).

Эта формула дает наилучшее разрешение и справедлива только для идеальных оптических систем. Наличие аберраций снижает контрастность изображения и может эффективно снизить частоту пространственного среза системы, если контрастность изображения падает ниже способности устройства формирования изображения различать.

Когерентный случай имеет вид

f_{o}={1 \over {2\lambda F_{\#}}}\ \ \mathrm {cycles/millimeter} \ .

^{[ 1 ]}

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Салех, Восточная EA; Тейх, Малвин Карл (2019). Основы фотоники Джон Уайли и сыновья. п. 502. ИСБН 978-1-118-77009-2 . Проверено 27 июня 2020 г.

Гудман, Дж. А., Введение в оптику Фурье , McGraw Hill, 1969.

[Saleh-1] Jump up to: ^а ^б Салех, Восточная EA; Тейх, Малвин Карл (2019). Основы фотоники Джон Уайли и сыновья. п. 502. ИСБН 978-1-118-77009-2 . Проверено 27 июня 2020 г.

[ 1 ]