ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
9
выражения (4.14) с точностью до фазового сомножителя
(
)
22
exp
2
xy
jk
f
+
,
зависящего от координат области наблюдения x-y, представляет собой
спектральную плоскость входного сигнала . Пространственные частоты при этом
равны:
1
kx
f
ω
=
;
2
ky
f
ω
=
. Таким образом, в фокальной плоскости линзы при
облучении объекта плоской волной сформирован пространственный спектр
входного сигнала . Причем амплитудный спектр, т.е. модуль выражения (4.14)
() ()
12
,,,,0
xyfA
UG
ωω
••
=⋅ , оказывается при этом неискаженным. Фаза сигнала в
фокальной плоскости , как видно из (4.14), с точностью до квадратичных искажений
(
)
22
2
xy
k
f
+
равна фазочастотной характеристике (ФЧХ ) входного сигнала .
()()
(
)
22
,,arg,,arg,,0
2
xy
kxky
xyfxyfk
UG
fff
ϕ
••
+
==+
. (4.15)
4.2.2. Формирование пространственного спектра при произвольном положении
объекта относительно линзы (зеркала)
Из предыдущего рассмотрения видно, что в фокальной плоскости формируется
сигнал, пропорциональный спектральной плоскости входного сигнала , т.е.
спектральной плотности сигнала (объекта ), расположенного перед линзой.
Выражение (4.14) также показывает, что если сигнал пропустить через линзу ,
аналогичную первой, то в выходном сигнале будут скомпенсированы фазовые
искажения. Действительно,
()
(
)
()
(
)
()
()
2222
12
22
12
,,exp,,0exp
22
exp,.
2
xyxy
xyfjkAjk
UG
ff
xy
jkA
G
f
ωω
ωω
••
•
++
⋅−=⋅×
+
×−=⋅
.
Таким образом, если в фокальной плоскости первой линзы поставить такую же
вторую, то сигнал на ее выходе будет представлять собой неискаженный спектр
входного поля объекта . Однако 2
х
линзовый способ формирования спектра объектов
является сложным, потому не всегда приемлемым.
Неискаженный спектр можно сформировать и в однолинзовой системе,
располагая объект в передней фокальной плоскости . Покажем это. Расположим
объект на произвольном расстоянии
d
от линзы и осветим его плоской волной.
9 в ыра ж ени я (4.14) с точностью до фа зов ог о сомнож и теля exp jk ( x2 + y2 , ) 2f за в и сящего от к оорди на т обла сти на блюдени я x-y, предста в ля ет собой спек тра льну ю плоск ость в ходног о си г на ла . Простра нств енные ча стоты при этом kx ky ра в ны: ω1 = ; ω2 = . Т а к и м обра зом, в фок а льной плоск ости ли нзы при f f облу чени и объек та плоск ой в олной сформи ров а н простра нств енный спек тр в ходног о си г на ла . При чем а мпли ту дный спек тр, т.е. моду ль в ыра ж ени я (4.14) • • U ( x, y, f ) = A ⋅ G (ω1 , ω2 ,0 ) , ок а зыв а ется при этом неи ск а ж енным. Ф а за си г на ла в фок а льной плоск ости , к а к в и дно и з (4.14), с точностью до к в а дра ти чных и ск а ж ени й k (x 2 + y2 ) 2f ра в на фа зоча стотной ха ра к тери сти к е (Ф Ч Х ) в ходног о си г на ла . • • kx ky ϕ ( x, y, f ) = arg U ( x, y , f ) = arg G , ,0 + k ( x2 + y 2 . ) (4.15) f f 2 f 4.2.2. Ф орм иров ан иепростран с тв ен н ого с пектрапри произв ол ьн ом пол ож ен ии объектаотн осител ьн о л ин зы (зеркал а) И з предыду щег о ра ссмотрени я в и дно, что в фок а льной плоск ости форми ру ется си г на л, пропорци она льный спек тра льной плоск ости в ходног о си г на ла , т.е. спек тра льной плотности си г на ла (объек та ), ра сполож енног о перед ли нзой. Выра ж ени е (4.14) та к ж е пок а зыв а ет, что если си г на л пропу сти ть через ли нзу , а на лог и чну ю перв ой, то в в ыходном си г на ле бу ду т ск омпенси ров а ны фа зов ые и ск а ж ени я. Д ейств и тельно, • ( ) x2 + y2 • ( ) x2 + y2 U ( x, y, f ) ⋅ exp − jk = A ⋅ G (ω1 , ω2 ,0 ) exp jk × 2f 2f . × exp − jk ( x +y 2 ) 2 • = A ⋅ G (ω1 ,ω2 ) . 2f Т а к и м обра зом, если в фок а льной плоск ости перв ой ли нзы поста в и ть та к у ю ж е в тору ю, то си г на л на ее в ыходе бу дет предста в ля ть собой неи ск а ж енный спек тр в ходног о поля объек та . О дна к о 2х ли нзов ый способ форми ров а ни я спек тра объек тов я в ля ется слож ным, потому не в сег да при емлемым. Н еи ск а ж енный спек тр мож но сформи ров а ть и в одноли нзов ой си стеме, ра спола г а я объек т в передней фок а льной плоск ости . Пок а ж ем это. Ра сполож и м объек т на прои зв ольном ра сстоя ни и d от ли нзы и осв ети м ег о плоск ой в олной.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »