Составители:
Рубрика:
Например, при дифракции света с длиной волны 500 нм на грубой решетке с периодом
1мм установленная за решеткой линза с фокусным расстоянием 200 мм формирует в
фокальной плоскости максимумы на расстояниях порядка 0.1 мм друг от друга.
В общем случае можно сказать, что при прохождении светового пучка через линзу
осуществляется (с точностью до фазовых множителей) двумерное разложение Фурье
предметного поля в спектр по пространственным частотам. Этот спектр выглядит как
множество дифракционных максимумов и минимумов интенсивности в фокальной
плоскости линзы. При дальнейшем распространении световых волн из фокальной
плоскости происходит их перекрывание и интерференция, в результате чего
осуществляется обратный спектральному разложению процесс – синтез пространственных
гармоник предметного поля, приводящий к формированию изображения. Преимущество
такой волновой картины формирования изображения в том, что она открывает скрытые от
геометрической оптики возможности преобразования изображений. Если в задней
фокальной плоскости помещать различные маски – экраны с разного сорта отверстиями,
то с точки зрения геометрической оптики просто пропускаются не все лучи от каждой из
точек предмета. С этой точки зрения должна уменьшаться интенсивность изображения,
но структура его не должна меняться. В действительности же введение масок может
существенно изменить изображение. С волновой точки зрения масками изымается часть
пространственных частот предметного поля на пути светового пучка через фокальную
плоскость в плоскость изображения. В итоге в формировании изображения участвуют
только оставшиеся после фильтрации частоты, и изображение уже не оказывается точной
оптической копией предмета. Этим методом, открытие которого принадлежит Аббе,
можно изменять качество изображений в желаемую сторону. Например, если изображение
засорено не представляющими интерес мелкими деталями, можно с помощью экрана с
отверстием, расположенным в центре фокальной плоскости, отрезать высокие
пространственные частоты и тем самым очистить изображение от нежелательной “грязи”.
Напротив, перекрыв или притушив низкие частоты в близких к центру точках фокальной
плоскости, можно подчеркнуть в изображении мелкие детали и тем самым “оконтурить”
крупные фрагменты изображения.
4. Опыты Аббе
Схема одного из классических опытов Аббе по пространственной фильтрации
показана на рисунке 4. Расположенная перед линзой проволочная сетка освещается
направленным пучком когерентного света. В задней фокальной плоскости линзы
формируется двумерный фурье-образ сетки – регулярно расположенные на расстояниях
λ/d друг от друга по вертикали и по горизонтали световые пятна.
Допустим, в фокальной плоскости установлен экран с узкой щелью, через которую
проходит только один горизонтальный ряд световых пятен. Тогда из спектра
пространственных частот удаляются частоты модуляции светового поля по вертикали,
поэтому структура горизонтальных линий сетки в изображении не формируется. В
плоскости изображения наблюдаются только вертикальные линии сетки.
Очевидно, что поворотом щели в вертикальное положение можно устранить в
изображении сетки вертикальные линии, оставив горизонтальные. Перекрывая
горизонтальные ряды пятен интенсивности через один ряд, можно получить удвоение
горизонтальных линий в изображении, то есть ложные элементы в изображении.
Перекрывание центрального максимума интенсивности приводит к обращению контраста
– негативному изображению.
7
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
