Применение аксиконов в изображающих системах для увеличения глубины фокуса
Автор: Хонина С.Н., Савельев Д.А.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Физика и электроника
Статья в выпуске: 6-1 т.13, 2011 года.
Бесплатный доступ
В рамках параксиального приближения проведен анализ изображающих способностей осесимметричных оптических элементов. Показано, что оптические элементы, не имеющие квадратичной зависимости от радиуса, не могут формировать четкое изображение в одной плоскости, как это делает линза, компенсируя распространение в свободном пространстве. Однако однолинзовая изображающая система характеризуется очень короткой глубиной фокуса, которую можно эффективно увеличить введением в оптическую систему дополнительного оптического элемента, например, аксикона. Также можно улучшить качество изображения при использовании дополнительных фазовых оптических элементов с другой степенной зависимостью от радиуса, в том числе дробной (фраксикон). Введение аксикона в объектную плоскость изображающей системы позволяет также несколько компенсировать негативное действие препятствий, расположенных на оптической оси.
Изображающая система, увеличенная глубина фокуса, аксикон, фраксикон, спектральное перераспределение
Короткий адрес: https://sciup.org/148200525
IDR: 148200525 | УДК: 535.42
Axicons application in imaging systems for increasing depth of focus
The analysis of imaging abilities of axially symmetric optical elements within the limits of paraxial approach is executed. It is shown, that the optical elements which are not having square law dependence on radius, cannot form the precise image in one plane as it is doing by a lens, compensating propagation in free space. However the one lens imaging system is characterized by very short depth of focus which can be effectively extended by an additional optical element, for example, an axicon. Also it is possible to improve quality of the image using of additional phase optical elements with other dependence on radius, including fractional (fracxicon). Inserting an axicon in an objective plane of imaging system allows to compensate a little negative action of the obstacles located on optical axis.
Список литературы Применение аксиконов в изображающих системах для увеличения глубины фокуса
- Mcleod J.H. The axicon: a new type of optical element//J. Opt. Soc. Am. 44, 592-592 (1954).
- McLeod J.H., Axicons and their uses//J. Opt. Soc. Am. 50, 166-169 (1960).
- Mik uia G., Ko lodzi ejczykA., Makowsk i M., C.Prokopowicz, SypekM. Diffractive elements for imaging with extended depth of focus//Optical Engineering 44(5), 058001 7pp (2005).
- Moshfeghi M. Sidelobe suppression in annular array and axicon imaging systems//J. Acoust. Soc. Am. 83 (6), 2202-2209 (1988).
- Arimoto R., Saloma C., Tanaka T., Kawata S. Imaging properties of axicon in a scanning optical system//Applied Optics (1992). Vol. 31. No. 31, 6653-6657
- Сороко Л.М. Мезооптика и методика трековых детекторов//Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1989. Т. 20. Вып. 1. С. 155-197.
- Zalevsky Z. Extended depth of focus imaging: a review, SPIE Reviews. Vol. 1, (2010) 018001 1-11.
- Dowski E.R., Jr., and Cathey W.T. Extended depth of field through wave front coding//Applied Optics. Vol. 34. No. 11. 1859-1866 (1995).
- Хонина С.Н., Волотовский С.Г. Фраксикон -дифракционный оптический элемент с конической фокальной областью//Компьютерная оптика. 2009. № 33(4), С. 401-411.
- Biss D.P., Youngworth K.S., Brown T.G. Dark field imaging with cylindrical vector beams//Appl. Opt. 45(3). 470-479 (2006)
