阿贝成像原理

[拼音]：Abei chengxiang yuanli

[外文]：principle of Abbe’s imaging

透镜组在相干照明下的分辨原理。是1873年由E.阿贝在显微镜成像中提出来的。在相干照明下，被物体衍射的相干光（见光的干涉），只有当它被显微镜物镜收集时，才能对成像有贡献。换句话说，像平面上光场分布和像的分辨率由物镜收集多少衍射光来决定。最简单情况是考虑一个振幅透过率周期变化的物体──光栅。讨论光栅在相干平面波照明下的成像问题。相干平面波被光栅衍射后，各衍射级次平面波有各自传播方向，在物镜后焦面上产生光栅的夫琅和费衍射图样，即物镜起了变换透镜作用，后焦面就是频谱面。如图所示，…S-1，S0，S+1…表示衍射图样的各个极大值的位置。根据惠更斯－菲涅耳原理，在焦面上的这些衍射图样可以看成许多相干次波源，每个次波源的强度正比于该点的振幅。因此在像平面 ∑i上成像过程可以看成从这些次波源发出的光波互相干涉的结果，即所谓成像的两次衍射过程。要得到一个逼真的像，所有衍射光都必须参与成像过程，事实上由于物镜的孔径有限，高衍射级次光波（相当于物的高空间频率分量）不能被收集进物镜，因而在物镜后焦面上的空间频谱中也缺少了高频分量，这些损失了的高频分量会使像的细节失真。以光栅为例，零级衍射沿光轴传播，其他衍射级次在零级两侧以各自方向传播，假若物镜只收集零级衍射波，则像平面是均匀照明，原光栅物体的周期结构消失；假若收集了零级和两个正负一级衍射光波，这时像有与物相同的周期结构，但强度分布被拉平；假若只收集正负二级衍射光波，这时像的细节有很大失真，出现完全虚假的二倍周期结构的像。