非相干光源提升贝塞尔光束成像系统分辨率的关键作用

本文主要探讨了相干和非相干光源在无衍射光束成像系统中的分辨率差异。文章针对衍射受限的成像系统，运用了衍射积分理论和傅里叶光学原理，推导出了成像系统的点扩展函数（Point Spread Function，PSF）公式。PSF是衡量光束成像质量的重要参数，它反映了光线在成像过程中的扩散程度。通过比较不同光源下的PSF，研究发现非相干光源，如波长为632.8纳米的He-Ne激光和中心波长458.5纳米、半峰全宽24.5纳米的蓝光发光二极管(LED)，在成像时具有更高的分辨率。 在实验部分，作者选择了这两种光源进行实际操作，其中激光代表典型的相干光源，其光波具有严格的相位关系，而LED则产生的是非相干光，其光波的相位随机分布。通过Zemax软件进行模拟，实验结果显示，非相干光源形成的条纹像更为均匀且清晰，这表明在无衍射条件下，非相干光能提供更佳的成像质量。 本文的关键点在于实验证明了非相干光源在提高分辨率方面的优势，这在光通信、显微成像等技术中具有重要意义。同时，实验结果与理论分析和数值仿真模拟的结果高度一致，证实了理论模型的有效性。因此，理解相干和非相干光源在贝塞尔光束成像系统中的作用，有助于优化光学设计，提升图像质量，尤其是在现代光学技术中，如光纤通信、激光雷达和生物医学成像等领域。