衍射極限

衍射極限

衍射極限是指一個理想點物經光學系統成像,由於衍射的限制,不可能得到理想像點,而是得到一個夫朗和費衍射像。因為一般光學系統的口徑都是圓形,夫朗和費衍射像就是所謂的艾里斑。這樣每個物點的像就是一個彌散斑,兩個彌散斑靠近後就不好區分,這樣就限制了系統的解析度,這個斑越大,解析度越低。這個限制是物理光學的限制,是光的衍射造成的。

基本內容

衍射極限是指一個理想點物經光學系統成像,由於衍射的限制,不可能得到理想像點,而是得到一個夫朗和費衍射像。

因為一般光學系統的口徑都是圓形,夫朗和費衍射像就是所謂的艾里斑。這樣每個物點的像就是一個彌散斑,兩個彌散斑靠近後就不好區分,這樣就限制了系統的 解析度,這個斑越大,解析度越低。這個限制是物理光學的限制,是 光的衍射造成的。

點列圖是指在 幾何光學的成像過程中,由一點發出的許多條光線經光學系統成像後,由於像差的存在,使其與像面的交點不再集中於一點,而是形成一個分布在一定範圍內的彌散圖形。在點列圖中利用這些點的密集程度來衡量光學系統的成像質量的方法稱之為點列圖法。利用點列圖法來評價照相物鏡等的成像質量時,通常是利用集中30%以上的點或光線所構成的圖形區域作為其實際有效彌散斑,彌散斑直徑的倒數為系統的解析度。這個解析度是由 幾何光學的像差限制的,沒有考慮 衍射效應。

衍射極限

公式是sinθ=1.22λ/D。其中θ是角解析度,λ是波長,D是光圈直徑。當θ很小時,sinθ約等於tagθ,約等於d/f,其中d是最小分辨尺寸,f是焦距。

推導

出d/f=1.22λ/D。

A=d/(1.22λ)。A是光圈f/D值。當d等於成像元件像素點尺寸p時,A就是 衍射極限光圈。

DLA=p/(1.22λ),也就是: 衍射極限光圈=像素尺寸/(1.22x光波波長)

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