阿贝成像与空间滤波实验报告(2)

a b c d e 傅氏面上通过的衍射 全部 中点 横线 竖线 左斜线 红色正交线条纹 红色边缘模糊亮斑 像面图像记录 红色竖条纹，中间最亮最长，两侧变暗并且变短 红色横条纹，中间最亮最长，两侧变暗并且变短 红色右斜条纹，中间最亮最长，两侧变暗并且变短 3. 空间滤波

像屏上出现一放大倒立红色“光”字

【思考题】

1. 阿贝关于“二次衍射成像”的物理思想是什么

在相干光照明下，显微镜的成像可分为两个步骤：第一步是通过物的衍射光在物镜的后焦面上形成一个衍射图；第二步是物镜后焦面上的衍射图复合为（中间）像，这个像可以通过目镜观察到。

2. 何谓空间频谱？通过怎样的实验方法来观察频谱分布对成像所产生的影响？

空间频谱：二维空间分布函数g(x,y)的傅立叶变换式G(f(x),f(y))称为函数g(x,y)的空间频谱。

在频谱面上放上可调狭缝或滤波模板，挡去频谱某些空间的频率成分，则会使像发生变化。

3. 何谓空间滤波？空间滤波器应放在何处？如何确定频谱面的位置？

空间滤波：一种采用滤波处理的影像增强方法。其理论基础是空间卷积。目的是改善影像质量，包括去除高频噪声与干扰，及影像边缘增强、线性增强以及去模糊等。分为低通滤波（平滑化）、高通滤波（锐化）和带通滤波。处理方法有计算机处理（数字滤波）和光学信息处理两种。

空间滤波器应放在频谱面上。频谱面即透镜的后焦面，

4. 如何从阿贝成像原理来理解显微镜或望远镜的分辨率受限制的原因？能不能用增加放

大率的办法来提高其分辨率?

可见光由于其波动特性会发生衍射，因而光束不能无限聚焦，一些频率信息必定会受到孔径限制。根据这个阿贝定律，可见光能聚焦的最小直径是光波波长的三分之一，也就是200纳米。一个多世纪以来，200纳米的“阿贝极限”一直被认为是光学显微镜理论上的分辨率极限，所以不能用增加放大率的办法提高分辨率。望远镜放大倍数与入射孔径对分辨目标细节也有匹配关系。如果入射孔径小，倍数再高也对分辨细节没有帮助。