Оптическая система формирования изображений с высоким разрешением

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСГ УБЛИН П 9) 01) 3(5) 602 В 27/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5) 1, Ландсберг Г.С, Оптика М, Наука, 1976, с. 346-.348.2. Малов А,Н., Морозов В,Н, Компанец И.Н., Попов Ю.М. Формирование изображения в когерентной системе с синтезированной апертурой. - Квантовая электроника, Т.4, 1977, 9. 9, с. 1981-1983(прототип). ( 54 ) ( 57 ) ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ВЫСОКИМ РАЗРЕШЕНИЕМ, содержащая транспарант с периодической дифракционной структурой и объектив, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения разрешения при сохранении габаритов системы, указанная структура транспаранта выполнена в виде системы концентрических колец с периодически изменяющейся в радиальных направлениях Функцией пропуска-. ния, причем Функция пропускания центральной части транспаранта,диа-, метр которой равен 1/3-1/4 апертуры объектива, имеет постоянный перйод, Функция пропускания его периферийной части соответствует функции пропускания зонной пластинки Френеля, размер первичной зоны периферийной части совпадает с периодом Функции пропускания центральной части транспаранта, а сам он установленвплотную к объективу или выполнен на любой из его поверхностей и имеет одинаковый с объективой диаметр.Изобретение относится к,оптике и может быть использовано для формирова ния иэображений объектов с высоким разрешением, например при когерентном освещении объектов, без увеличения апертуры оптической систе ы. 5Известна оптическая, система формирования иэображений, представляющая собой объектив.,Поскольку образование изображения в такой системе го существу является следствием двух 10 дифракций, одна из которых соответствует переходу волны от объекта до входного зрачка, а другая - переходу от выходного зрачка до изображения, то разрешение определяется апер 15 турой системы, т.е. наименьшим размером зрачка, ограничивающего сферический волновой фронт с некоторым распрецелением амплитуд, строящим изображение объекта. Чем меньше апер;20 тура оптической системы, тем меньшая часть сферической, волны проходит в пространство изображения и, следовательно, тем меньше будет информации о кривизне сферической поверхности. Эта неопределенность выражается в степени дифракционной размытости изображения, его разрешении, оцениваемом, например, размером центрального максимума Эйри 111 .Однако в этой системе для увеличения разрешения изображения (ухеьше ния его дифракционной размытости требуется увеличение апертуры оптической системы, что ведет к увеличению ее весогабаритных характе ристик.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является оптическая система формирования изображений с высоким разрешением, содер. 40 жащая транспарант с периодической дифракционной структурой и объектив. В этом устройстве укаэанная структура транспаранта выполнена в виде дифракционной решетки, введе ние которой позволяет передать через объектив несколько различных участков поверхности сферической волны. Это дает дополнительную информацию о радиусе кривизны волнового Фронта,. а следовательно, приводит к увеличению разрешения изображения объекта. В данном случае происходит синтез апертуры, что эквивалентно увеличению относительного отверстия оптичес кой системы 23, 55Однако указанная система также обладает недостатками, которые заклю" чаются в том, что для увеличения раз. решения необходимо, чтобы апертура дифракционной решетки, установленной 60 вблизи объектива, была больше его апертуры либо при той же апертуре требуется отнесение решетки на некоторое расстояние от объектива. Таким образом и в этом случае увеличение разрешения сопровождается увеличением габаритон системы.Цель изобретения - увеличение разрешения при сохранении габаритов системы.Поставленная цель достигается тем, что н оптической системе форми ронания иэображений с высоким разрешением, содержащей транспарант с периодической дифракционной структурой и объектив, указанная структура транспаранта выполнена в виде системы концентрических колец с периодически изменяющейся в радиальных направлениях функцией пропускания, причем Функция пропускания центральной части транспаранта, диаметр которой равен 1/3-1/4 апертуры объектива, имеет постоянный период, функция пропускания его периферийной части соответствует функции пропускания эонной пластинки Френеля, размер первичной зоны периферийной. части совпадает с периодом функции пропускания центральной части транспаранта, а сам он устанонлен вплотную к объективу или выполнен . на любой из его поверхностей и имеет одинаковый с объективом диаметр.На фиг.1 представлена оптическая схема предлагаемой системы; на фиг,2; вид транспаранта с кольцевой структурой.,Предлагаемая оптическая система состоит иэ транспаранта 1 с периодической дифракционной структурой, которая выполнена в виде системы концентрических колец с периодически изменяющейся,в радиальных направлеЙиях функцией пропускания, и обве; - тива 2, При этом функция пропускания центральной части 3 транспаранта 1, диаметр Э которой ранен 1/3-1/4 апертуры Ред объектива 2, имеет постоянный период, функция пропускания его периферийной части 4 соответствует функции пропускания зонной пластинки Френеля, размер первичной эоны 5 периферийной части 4 совпадает с.периодом функции пропускания центральной части 3 трансхпаранта 1, а сам он установлен вплот,ную к объективу 2 или выполнен на од. йой из его поверхностей и имеет одинаковый с объективом 2 диаметр РоВРабота предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.Пусть волновое поле объекта Йб 4 падает на вход объектива 2, перед ко торым установлен амплитудно-фазовый транспара.нт 1 с Функцией пропускания О(Х . Тогда в плоск сти формирования иэображения волновое поле Яа) определяется следующим образом:Хо1ба) /ц(х) р(х 1 Ехр-хиХхЬ.Фие.2 Составитель В.КравченкоТехред С.Легеэа . Корректор А. Ференц Редактор И.Петрова филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 Заказ 11206/50 Тирал 50 1 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5