[求助] [已解决]镜头中间挖空对分辨率的影响？

本帖最后由 Rui 于 2020-11-18 09:43 编辑

我们知道镜头的分辨率=1.22λ/D，那么对于一个外径相同但中间挖空或中间被窗口遮挡的环形镜头/透镜，这时它的D视为变小了还是不变？是否会导致分辨率降低?

看到大家的回复，补充一下，这里针对理想透镜，不考虑像差因素，哪位老师可以从理论上分析指导一下？

变小了。分辨率应该绝大多数情况下都会降低，因为成像质量较好的光线被挡住了，但是如果进行专门的优化，那分辨率可能会更好。环形孔径，有效的相对孔径就变了，不能用D算，系统的衍射极限会降低。

在zemax中如果你设置挡光或者中心有孔，MTF会跟着变化的，zemax会计算出挡光情况下的MTF和衍射极限，就和渐晕一样，不同视场的衍射极限都会给出来，你可以试一试卡塞格林系统，或者牛顿系统等，看看他们的MTF以及衍射极限弥散斑。

本帖最后由 wuweichen 于 2020-11-18 21:15 编辑

1.22λ/D这个公式是通过夫琅禾费圆孔衍射图样并结合瑞利判据推导出来的，也就是所说的衍射极限。如图所示
其中夫琅禾费衍射可以直接计算为孔径函数的傅里叶变换，平常系统入瞳是没有遮拦的圆形，衍射图样就是一个圆孔函数（圆内是1，圆外是0）的傅里叶变换。
如果是有中心遮拦，孔径函数应该变成一大一小两个圆孔函数的乘积，那么衍射图样也发生改变，最终结果应该是两个圆孔衍射图样的卷积，卷积会使衍射斑延展变大，最后分辨率就会下降

可以利用MTF曲线为孔径函数的自相关进行仿真，得到以下结论：
1 有效孔径面积减小，整体分辨率下降；
2 MTF曲线不再是单调下降，在特定频率位置会有局部上升。

计算方法推荐参照Goodman的《Introduction to Fourier Optics》第6章节内容