Оқушының қызметі - Pupil function

The оқушының қызметі немесе апертура функциясы жарық толқыны фотокамера, микроскоп немесе адамның көзі сияқты оптикалық бейнелеу жүйесі арқылы таралғанда қалай әсер ететінін сипаттайды. Нақтырақ айтқанда, бұл күрделі функция қарашықтағы позиция[1] немесе апертура (жиі an ирис ), бұл жарық толқынының амплитудасы мен фазасының салыстырмалы өзгеруін көрсетеді. Кейде бұл функция деп аталады жалпыланған қарашық функциясы, бұл жағдайда оқушы функциясы тек жарықтың берілуін немесе жіберілмейтіндігін көрсетеді.[2] Оптикадағы кемшіліктер әдетте оқушының қызметіне тікелей әсер етеді, сондықтан оптикалық бейнелеу жүйелерін және олардың өнімділігін зерттеудің маңызды құралы болып табылады.[3]

Оптикадағы басқа функциялармен байланыс

Оқушының күрделі қызметі ішіне жазуға болады полярлық координаттар екі нақты функцияны қолдану:

,

қайда оптика енгізген фазалық өзгеріс (радианмен),[3] немесе қоршаған орта[4] Бұл бәрін қамтиды оптикалық ауытқулар көріністегі немесе үлгідегі кескін жазықтығы мен фокустық жазықтық арасында пайда болады. Әр түрлі жерлерде жарық әр түрлі әлсіреуі мүмкін оқушының ішінде, кейде мақсатты түрде анодтау. Жарық толқынының амплитудасының мұндай өзгерісі фактормен сипатталады .

Оқушының қызметі де тікелей байланысты нүктелік таралу функциясы оның көмегімен Фурье түрлендіруі. Осылайша, аберрациялардың нүктелік таралу функциясына әсерін оқушы функциясы тұжырымдамасын қолдана отырып математикалық сипаттауға болады.

(Когерентсіз) нүктелік таралу функциясы Фурье түрлендіруі арқылы оптикалық беру функциясымен де байланысты болғандықтан, оқушының функциясы мен оптикалық беру функциясы арасында тікелей байланыс бар. Когерентті емес оптикалық бейнелеу жүйесі жағдайында оптикалық тасымалдау функциясы - бұл оқушы функциясының автоматты корреляциясы.[2][5]

Мысалдар

Фокуста

Біртекті ортада нүкте көзі сфералық толқын фронттарымен жарық шығарады. Нүктелік көзге бағытталған линзада қарашықтан немесе саңылау тоқтағанға дейін сфералық толқын фронтын жазық толқынға өзгертетін оптика болады. Көбіне линзаның қосымша элементі жарықтың сенсорға немесе фотопленкаға бағыттайды, жазықтық толқын фронтын кескін жазықтығына центрленген сфералық толқын фронтына айналдырады. Мұндай идеалды жүйенің оқушының қызметі оқушының кез-келген нүктесінде біреуіне тең және онымен бірге нөл болады. Оқушы дөңгелек болған жағдайда, оны математикалық түрде былай жазуға болады:

қайда Оқушының радиусы.

Фокустық емес

Нүкте көзі фокустан тыс болған кезде, сфералық толқын оптика арқылы жазықтыққа айналмайды, бірақ шамамен параболалық толқын фронты болады: . Оптикалық жол ұзындығының мұндай өзгеруі оқушы функциясының күрделі аргументінің радиалды өзгеруіне сәйкес келеді:

басқаша.

Сонымен, фокустық нүктеден шыққан нүктенің таралу функциясын оқушының функциясының Фурье түрлендіруі ретінде шығаруға болады.

Аберратты оптика

Сфералық толқын жетілмеген оптика арқылы шамамен цилиндрлік толқын фронтына дейін деформациялануы мүмкін: .

басқаша.

Оптикалық жол ұзындығының мұндай өзгеруі тек бір өлшемде бұлыңғыр болатын кескін жасайды, ол жүйеге тән астигматизм.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Киджер, Майкл Дж. (2001). Оптикалық дизайн. SPIE Press, Беллингем, АҚШ. Алынған 10 қараша 2013.
  2. ^ а б Гудман, Джозеф (2005). Фурье оптикаға кіріспе (3-ші басылым). Roberts & Co Publishers. ISBN  0-9747077-2-4.
  3. ^ а б Фишер, Роберт (2008). Оптикалық жүйені жобалау (2-ші басылым). McGraw-Hill компаниялары, Inc. ISBN  9780071472487.
  4. ^ Поули, Джеймс Б. (2006). Конфокалды микроскопия бойынша анықтамалық (3-ші басылым). Спрингер. ISBN  0-387-25921-X.
  5. ^ «Оптика курсының оқушының функциясынан OTF есебі туралы ескертулер» (PDF). Алынған 7 қараша 2013.