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#11光信息处理 阿贝成像原理阿贝成像原理 ? 一、原理：一、原理：物经光学系统的成象过程可以看作物经光学系统的成象过程可以看作 是经过两次衍射形成的。是经过两次衍射形成的。 ? 物面的衍射物面的衍射 ? 光阑限制形成的衍射光阑限制形成的衍射最后构成原物（光栅）的实象最后构成原物（光栅）的实象 ? 象的信息总是少于物的信息象的信息总是少于物的信息 （有一部分衍射角较大的高频信息不能进入透镜（有一部分衍射角较大的高频信息不能进入透镜 而被丢失）而被丢失） (1)(1) 平面光波照明下的平面光波照明下的二次衍射成像二次衍射成像 成像光路：以相干平面光波照明下的光栅（正弦光栅）成像为例 两对共轭平面：位于无限远处的光源平面与其共轭像平面—— 透镜L的像方焦平面FF，物（光栅）平面GG与其共 Q 轭像平面QQ。 Q Q Q G L F 2 P +q 1 P0 0 Q0 Q2 P-q Q f 1 s s 相干平面波照明下的二次衍射成像原理 第一次衍射：从物平面到透镜的像方焦平面——频谱分解 透过物体（如Q0、Q1和Q2点）的光波被分解成一系列具有不同 传播方向（空间频率）的基元平面波，每个基元平面波在透镜 的像方焦平面上以其几何会聚点（无限远处点光源的共轭像 点，如P0、P+q 或P-q 点）为中心形成一组夫琅禾费衍射。 第二次衍射：从透镜的像方焦平面到物的共轭像平面——频谱综合 焦平面F上每一点（如P0、P+q 或P-q 点）都可以看作为子波 源，其所发出的球面子波在位于远场的物的共轭像平面上相干 叠加，形成物的共轭像（如Q0、Q1和Q2点）。 说明：光学系统成像的等光程条件保证了所有自Q0（Q1或Q2）点发出的具有 不同方向的光线（即具有不同空间频率成分的平面波分量）均能够以 相同的光程到达Q0（Q1或Q2）点，从而出现干涉加强。 (2) 球面波照明下的二次衍射成像 成像光路：以相干球面光波照明下的光栅（正弦光栅）成像为例 两对共轭平面：光源平面SS与其共轭像平面SS，物平面GG与其共轭像平面QQ Q G L S S Q 1 Q S 2 S1 2 Q S0 0 Q0 S S 1 Q 2 Q 1