阿貝成像原理

阿貝成像是指入射光經物平面發生夫琅和費衍射,在透鏡焦面(頻譜面)上形成一系列衍射光斑,各衍射光斑發出的球面次波在像面上相干疊加,形成像。是1873年由E.阿貝在顯微鏡成像中提出來的。在相干照明下，被物體衍射的相干光，只有當它被顯微鏡物鏡收集時，才能對成像有貢獻。

基本介紹

• 中文名：阿貝成像原理
• 外文名：principle of Abbe’s imaging
• 簡介：物是一系列不同空間頻率的集合
• 成像過程：第一步"分頻";第二步"合成".

阿貝成像原理

阿貝成像: .入射光經物平面發生夫琅和費衍射,在透鏡焦面(頻譜面)上形成一系列衍射光斑,各衍射光斑發出的球面次波在像面上相干疊加,形成像.

分辨原理

換句話說,像平面上光場分布和像的解析度由物鏡收集多少衍射光來決定。最簡單情況是考慮一個振幅透過率周期變化的物體──光柵。討論光柵在相干平面波照明下的成像問題。相干平面波被光柵衍射後，各衍射級次平面波有各自傳播方向，在物鏡後焦面上產生光柵的夫琅和費衍射圖樣，即物鏡起了變換透鏡作用，後焦面就是頻譜面。根據惠更斯－菲涅耳原理，在焦面上的這些衍射圖樣可以看成許多相干次波源，每個次波源的強度正比於該點的振幅。因此在像平面 ∑i上成像過程可以看成從這些次波源發出的光波互相干涉的結果，即所謂成像的兩次衍射過程。要得到一個逼真的像，所有衍射光都必須參與成像過程，事實上由於物鏡的孔徑有限，高衍射級次光波（相當於物的高空間頻率分量）不能被收集進物鏡，因而在物鏡後焦面上的空間頻譜中也缺少了高頻分量，這些損失了的高頻分量會使像的細節失真。以光柵為例,零級衍射沿光軸傳播,其他衍射級次在零級兩側以各自方向傳播，假若物鏡只收集零級衍射波，則像平面是均勻照明，原光柵物體的周期結構消失；假若收集了零級和兩個正負一級衍射光波，這時像有與物相同的周期結構，但強度分布被拉平；假若只收集正負二級衍射光波，這時像的細節有很大失真，出現完全虛假的二倍周期結構的像。

阿貝成像原理將成像過程分為兩步:

由阿貝的觀點來看,許多成像光學儀器就是一個低通濾波器,物平面包含從低頻到高頻的信息,透鏡口徑限制了高頻信息通過,只許一定的低頻通過,因此,丟失了高頻信息的光束再合成,圖像的細節變模糊. 孔徑越大,丟失的信息越少,圖像越清晰.

阿貝成像原理的意義在於：它以一種新的頻譜語言來描述信息，它啟發人們用改造頻譜的方法來改造信息。