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横向分辨率可调的光瞳滤波器的研究与设计

云茂金  王美  
【摘要】:光学超分辨技术在现代科学技术中起着重要的作用,并且在天文学、图像处理、共焦显微扫描、光存储、激光打印和星间激光通信中有着广泛的应用。Torado di Francia提出超分辨技术之后,人们设计了大量的超分辨光瞳滤波器。现有的超分辨光瞳滤波器都以环形光瞳滤波器为基础,基本上可以分为:振幅型光瞳滤波器、位相型光瞳滤波器和复振幅型光瞳滤波器。现有滤波器有一个致命的缺点: 一旦光瞳滤波器被制作出来,相应的超分辨特性能不能再被改变。但是在很多应用中,如粒子捕获和控制中,超分辨特性必须具有可调谐性。因此,为克服传统光瞳滤波器的缺点,我们设计了由两个相同的四分之一波片和一个置于他们中间的半波片组成的可调谐位相型超分辨滤波器(图1),其中半波片被分为两个(或多个)区,各区之间可以发生相对转动。利用琼斯算法可以证明:通过半波片各区间的相对转动,该组合可以看作一个位相由0到2π可调的位相型光瞳滤波器。理论模拟结果给出了加入该滤波器后系统横向强度点扩散函数的分布情况(图2),可以看出随着半波片区间的相对转动可以实现横向超分辨的可调谐性,并且可以看出随着超分辨性能的提高系统的斯特尔比降低,旁瓣能量有所提高。

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