无衍射光束提高成像系统分辨率.PDFVIP

无衍射光束提高成像系统分辨率 华侨大学 陈姿言，胡威旺 (1．华侨大学 信息科学与工程学院，福建 厦门 361021；2. 华侨大学 信息科学与工程学院，福建 厦 门 361021) 吴逢铁，教授，博士 摘 要：设计了一种在非相干光源下利用轴棱锥产生的无衍射光束成像系统。基于衍射积分理论与点扩散函数推导出成像系 统分辨率的表达式，利用光学软件对无衍射光束成像系统的初始结构模型进行仿真，并以蓝光LED 作为光源，将条纹状物体、 透镜组以及轴棱锥等光学元件组合为成像系统进行实验。结果表明: 实验结果与理论分析相符，即非相干光源无衍射Bessel 光束成像系统利用无衍射光束的特性能够提高成像分辨率。 关键词：无衍射Bessel 光束；轴棱锥；非相干光源；成像系统；分辨率 Abstract : An incoherent source non-diffraction beam imaging system was designed under incoherent source by using the axicon. The formula of the resolution of the imaging system was derived based on the the diffraction integral theory and the point spread function of the system. The optical software was used to simulate the initial structure model of the non-diffraction beam imaging system. With a blue light LED as the light source, combining with the optical components such as the striped object, lens and axicon, the experimental verification was conducted. According to the experimental result, the incoherent source non -diffraction Bessel beam imaging system can enhance the image resolution by applying the non-diffraction beam properties, which is consistent with theoretical derivation. Key words: Non-diffraction Bessel beam ；Axicon ； Incoherent source ；Imaging system ； Resolution 一 引言 [1] 美国Rochester 大学的J.Durnin 于 1987 年提出了 “无衍射光束”这一概念 ，它是一种在传播方向上 作者简介：陈姿言（1990- ），女，新疆，光学工程，13 级硕士研究生，主要研究方向为特殊光束的传输与变换； 胡威旺 （1993- ）,男，河南周口，应用物理，12 级本科，主要研究方向为物理光学。 [2] 不发散的光束，且在遇到障碍物后，能够自重建 。由于该光束具有这两种性质，因此它在精密光学检测 [3] [4] [5] [6] 、光学微操和光学囚禁 、带电粒子和中性原子引导 、光学相干断层扫描 等方面有着重要的应用。 随着对无衍射光束应用的深入研究,研究者们发现将无衍射光束引入成像系统可以提高成像质量，如在2013