Zemax光学设计(三)——光学系统的衍射极限

 最近经常遇见“突破光学系统的衍射极限”的说法,对于什么是衍射极限以下是我的一些学习笔记,由于是初学者如有错误可指出:

衍射极限概念

       衍射极限(diffraction limit)是指一个理想物点经光学系统成像,由于衍射的限制,不会得到理想像点,而是得到一个夫琅禾费衍射像。一般的光学系统的口径都是圆形,夫琅禾费衍射像就是所谓的艾里斑。这样每个物点的像都是一个弥散斑,若两个弥散斑靠近就不好分辨,这样限制了系统的分辨率,这个斑越大,分辨率越低。

       对于一个系统,它的衍射极限是一个定值,与成像系统的像差没有关系,无像差的系统衍射极限依然存在。

描述衍射极限:

       \frac{d}{f}=\frac{1.22\lambda }{D}

     \frac{d}{f} 是相对孔径 ; d 是最小分辨尺寸;f 是焦距;D 是光圈直径。

     衍射极限与系统的相对孔径 \frac{d}{f} 有关,是指系统所能达到的最小光斑半径,但实际的光斑半径还与系统像差、色差等有关系,衍射极限是一种理想状态。

     衍射极限与像差没有关系,是像差减小之后,光斑质量会慢慢趋向于衍射极限的光斑半径,有像差的时候,光斑质量达不到衍射极限的光斑状态,可以理解为衍射极限状态其实是光斑的最好状态,像差的减小只能使光斑逐渐趋向于这个状态,但不会比这个好。若要改善衍射极限,必须改善口径和焦距,或者换模型衍射器件。

        如上图所示,如果当物体间距小于一定值(瑞利判据),成像系统无法分辨这两个点,这个边界称为衍射极限。

       

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_45364408/article/details/128712741