Исследование возможности повышения разрешения оптических систем в присутствии аберраций на основе амплитудной аподизации

Abstract

Оптические системы визуализации страдают от ограничения разрешения из-за дифракционной природы света, а также от наличия аберраций волнового фронта. Одним из способов преодоления дифракционного предела является амплитудная и/или фазовая аподизация оптической системы. Однако, как правило, аподизация позволяет не только уменьшить размер светового пятна, но и приводит к появлению боковых лепестков, которые ухудшают изображающие свойства. Таким образом, необходимо соблюдать компромисс между уменьшением размера светового пятна и уровнем боковых лепестков, что требует соответствующих исследований. Для описания волнового фронта часто используются ортогональные полиномы Цернике. Коэффициенты разложения волнового фронта по полиномам Цернике позволяют определить величину отклонения от идеального фронта и типы аберраций, присутствующие в искажении. Для визуальной оценки качества изображения используют функцию рассеяния точки. В данной работе рассмотрено формирование функций рассеяния от двух близкорасположенных точечных источников света и выполнено исследование изменения разрешающей способности системы при ее амплитудной аподизации в отсутствии и наличии различных аберраций. Optical imaging systems suffer from the limitation of the resolution due to the diffraction nature of light and as well as the availability of wave front aberrations. One way of overcoming the diffraction limit is the amplitude and/or phase apodization optical system. However, as a rule, apodization allows not only to reduce the size of the light spot, but also leads to the appearance of side lobes, which degrade the imaging properties. Thus, it is necessary to observe the tradeoff between reducing the size of the light spot and the sidelobe level, which requires appropriate studies. To describe the wavefront are often used orthogonal Zernike polynomials. The coefficients of the wavefront on the Zernike polynomials allow us to determine the deviation from the ideal front and types of aberrations present in the distortion. For visual assessment of image quality using a function of the scattering point. In this paper, the formation of scattering functions from two closely spaced point light sources and the research changes the resolution of the system when the amplitude of apodization in the absence and presence of various aberrations.