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像差对系统传递函数的影响-信息光学理论与应用解析

时间:2023-10-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:前面的讨论未涉及系统的像差对成像质量的影响。因此,如果系统有像差,则入射的球面波经系统传输后,由出瞳射出时已不再是球面波,而是一个发生了畸变的波面。按照与式相同的推理,可得到有像差时系统的相干传递函数为系统输出像的频谱函数也可写成由此可见,像差的存在并不影响相干传递函数的通频带宽度,仅在通频带内引入了位相畸变,这种位相畸变对成像系统的保真度可能产生严重影响。

像差对系统传递函数的影响-信息光学理论与应用解析

前面的讨论未涉及系统的像差对成像质量的影响(衍射受限系统)。所谓像差,就是出射光瞳上的波面对理想球面波的各种偏离。因此,如果系统有像差,则入射的球面波经系统传输后,由出瞳射出时已不再是球面波,而是一个发生了畸变的波面。这样,实际光波在出瞳上产生的光扰动位相分布,与理想球面波的位相分布就不相同。这个实际的波面与理想球面的偏差称为波面像差或波像差(Wave Aberration)。可以设想,照射出瞳的仍是一个理想的球面波,但出瞳内有一块虚拟的移相板,它使离开出瞳的波面变形。假设在出瞳上(x,y)点的位相偏差为kW(x,y),其中k=,W表示由波面变形引起的有效光程差,则按上述观点,光瞳函数重新定义为

P′(x,y)称为广义光瞳函数(Generalized Pupil Function)。脉冲响应函数仍由式(3.2.6)给出,只是其中的光瞳函数现在由式(3.3.10)给定。因此,虽然系统存在像差,但在一定的孔径和视场范围内,对光场的复振幅变换仍具有空间不变性质。按照与式(3.3.3)相同的推理,可得到有像差时系统的相干传递函数

系统输出像的频谱函数也可写成(www.xing528.com)

由此可见,像差的存在并不影响相干传递函数的通频带宽度,仅在通频带内引入了位相畸变,这种位相畸变对成像系统的保真度可能产生严重影响。

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