Óptica Aplicada-Difração-Sistemas Limitados

Se um sistema óptico converte uma onda esférica divergente em uma onda esférica convergente, o sistema é referido como um sistema limitado por difração. Neste caso, o sistema óptico não tem aberrações. Do ponto de vista da ótica física, como o diâmetro do batente de abertura é finito, apenas uma parte da onda esférica dentro da abertura passa pelo sistema óptico, levando à perda de informações. Como resultado, o centro da onda convergente não é mais um ponto, mas um disco Airy.

Do diagrama acima, pode ser visto que o centro do disco Airy é um ponto circular brilhante, cercado por uma série de anéis concêntricos brilhantes e escuros alternados mais fracos. Usando o primeiro anel escuro como medida da propagação do disco Airy, podemos obter:

Na equação acima, NA é a abertura numérica e F é o número f. Um sistema óptico com um pequeno campo de visão e abertura, que foi precisamente projetado e meticulosamente fabricado, e cujo desempenho se aproxima de um sistema limitado por difração, é referido como um sistema quase limitado por difração.

Por exemplo, um sistema óptico de um objetivo de microscópio acromático plano de 20X. Como segue,

Sua função de propagação de ponto (PSF) é a seguinte:

O tamanho do ponto de borrão é muito próximo ao do disco Airy, indicando que o desempenho desse objetivo do microscópio está próximo ao limite de difração. Isso significa que o objetivo é capaz de resolver detalhes finos com aberrações mínimas, e sua qualidade de imagem é principalmente limitada por difração, e não por imperfeições no design ou fabricação da lente.

A Bena Optics se dedica ao design avançado de sistemas ópticos, realizando vários projetos de design óptico, montagem de sistemas e testes.