信息光學(xué)第三章第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日Chap.3光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性一、透鏡的位相變換作用二、透鏡的傅立葉變換性質(zhì)

1物在透鏡前；2物在透鏡后方；3透鏡的孔徑效應(yīng)三、透鏡的一般變換特性四、相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像分析

1透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（脈沖相應(yīng)）

2衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)

3相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律五、衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)（CTF）六、衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)（OTF）七、有像差系統(tǒng)的傳遞函數(shù)八、相干與非相干成像系統(tǒng)的比較第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日透鏡的傅立葉變換性質(zhì)物在透鏡前(2)(1)(4)(3)(5)第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日透鏡的傅立葉變換性質(zhì)物在透鏡前特例：（1）輸入面位于前焦面（2）輸入面緊貼透鏡第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日透鏡的傅立葉變換性質(zhì)物在透鏡后特例：物緊貼透鏡第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日總之，只要觀察面是照明光源的共軛面，則物面（輸入面）和觀察面（輸出面）之間的關(guān)系都是傅里葉變換關(guān)系。第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日透鏡的一般變換性質(zhì)其中：（1）當(dāng)，即后焦面為觀察平面（2）當(dāng)，即物放前焦面，在后焦面觀察第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日透鏡的一般變換性質(zhì)（3）當(dāng)，即輸入面與輸出面是共軛面時(shí)，其中，是放大倍數(shù)第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日3.4相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像分析透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（脈沖響應(yīng)）第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日(3.31)、(3-4-1)(3.32)、(3-4-2)(3.33)、(3-4-3)第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日(3.34)(3.35)(3.36)(3.37)(3.38)(3-4-4)--(3-4-8)第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日一、透鏡的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（脈沖響應(yīng)）(3.37)(3-4-7)(3.38)(3-4-8)3.4相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像分析其中：第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日二、衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（脈沖響應(yīng)）(3-4-9)變量變換：(3-4-11)若光瞳足夠大：(3-4-10)則：第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日(3.42)(3.43)三、相干照明下衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律理想成像條件下：將(3.43)代入(3.42)：第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日(3.45)(3.46)(3.44)令：則：即：像強(qiáng)度分布：第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日(3.48)(3.40)由于是空間不變的，有：第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日(CoherenceTransferFunction)3.5衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)（CTF）由(3.45)Hc為相干傳遞函數(shù)第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日小結(jié)：相干照明衍射受限系統(tǒng)傳遞函數(shù)脈沖響應(yīng)第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日)uIII)

u’第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日一、非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)（Opticaltransferfunction(OTF)）(3.57)其中：k常數(shù)

Ig幾何光學(xué)理想像的強(qiáng)度分布

Ii像的強(qiáng)度分布

hI強(qiáng)度脈沖響應(yīng)（非相干脈沖響應(yīng)、強(qiáng)度點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)）3.6衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日(3.59)(3.60)(3.61)3.6衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)

HAA第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日(3.69)二、OTF與CTF的關(guān)系3.6衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)(3-6-13)

H第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日(3.70)三、衍射受限系統(tǒng)的OTF3.6衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日小結(jié)：衍射受限系統(tǒng)的成像性質(zhì)相干照明傳遞函數(shù)脈沖響應(yīng)非相干照明傳遞函數(shù)脈沖響應(yīng)第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日例1、衍射受限成像系統(tǒng)的光瞳為邊長(zhǎng)l的正方形，求：（1）相干傳遞函數(shù)；（2）相干照明條件下的截止頻率；（3）光學(xué)傳遞函數(shù)H；（4）非相干照明條件下的截止頻率。

例題第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日例2、衍射受限成像系統(tǒng)的光瞳為直徑D的圓形，求：（1）光瞳函數(shù)；（2）相干傳遞函數(shù)；（3）相干照明條件下的截止頻率；（4）光學(xué)傳遞函數(shù)H；（5）非相干照明條件下的截止頻率。

例題第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日一、截止頻率3.8相干與非相干成像系統(tǒng)的比較或?qū)懗桑豪何矬w的復(fù)振幅透過率為將此物通過一橫向放大率為1的光學(xué)系統(tǒng)。系統(tǒng)的出瞳是半徑為a的圓形孔徑，并且，若對(duì)該物體成像，問采用相干和非相干照明，哪一種照明方式好？如果物體的復(fù)振幅透過率換為