当光束经过两层不同折射率的介质,忽略物镜去极化这一矢量作用特性,已知物镜数值孔径为0.75,折射率n1=1,n2=1.48,用matlab绘制不同存储深度下的点扩散函数强度z轴方向分布
时间: 2024-02-20 15:58:55 浏览: 154
好的,这是一个光学问题,我会尽力回答。首先,我们需要了解一下点扩散函数(PSF)的概念。PSF是指一个理想点光源在成像系统中的像,它是成像系统的一个重要参数。PSF的强度分布与物镜的数值孔径有关,同时也与成像系统的光学性能相关。
在这个问题中,我们需要绘制不同存储深度下的PSF强度z轴方向分布。我们可以使用matlab来完成这个任务。具体步骤如下:
1. 定义物镜数值孔径NA=0.75,以及两个介质的折射率n1=1,n2=1.48。
2. 定义成像系统的像平面,假设成像系统离物镜的距离为f,那么像平面距离物镜的距离为f。
3. 定义PSF的采样点数和采样间隔,可以根据需要自行调整。
4. 计算不同存储深度下的PSF强度分布,可以使用菲涅尔衍射公式和傅里叶变换公式进行计算。
5. 绘制PSF的强度z轴方向分布,可以使用matlab的3D绘图功能进行绘制。
下面是一个示例代码,供参考:
```matlab
% 定义物镜数值孔径和介质折射率
NA = 0.75;
n1 = 1;
n2 = 1.48;
% 定义像平面和采样点数
f = 1;
N = 128;
% 定义采样间隔
dx = 2*NA*f/N;
% 计算不同存储深度下的PSF强度分布
z = linspace(-50, 50, 101); % 存储深度范围
PSF = zeros(N, N, length(z)); % PSF矩阵
for k = 1:length(z)
for j = 1:N
for i = 1:N
x = (i-N/2)*dx;
y = (j-N/2)*dx;
r = sqrt(x^2 + y^2 + z(k)^2);
if r == 0
PSF(i, j, k) = 1;
else
theta = asin(NA/n1*r);
u = sin(theta)/NA*x/r;
v = sin(theta)/NA*y/r;
w = cos(theta)/n1*r;
H = exp(-1i*2*pi*n2*w);
E = exp(-1i*2*pi*(u*x + v*y)/dx);
PSF(i, j, k) = (dx*f)^2*(H*E/r)^2;
end
end
end
end
% 绘制PSF的强度z轴方向分布
figure;
for k = 1:length(z)
surf(squeeze(PSF(:, :, k)), 'EdgeColor', 'none');
axis tight;
view([0 0 1]);
title(sprintf('PSF at z=%.1f', z(k)));
pause(0.1);
end
```
注意,这个代码只是一个示例,可能还需要进行一些参数的调整和优化。同时,菲涅尔衍射公式和傅里叶变换公式的具体推导过程不在本次回答的范围之内,需要读者自行了解。
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