不同波长成像清晰度问题求教

dyyp

求助，请教各位大佬，下图这种是什么原因导致的，图一是940nm下的成像效果，图二是470 nm下的成像效果，两者除了光源不一样其他的照明光路跟成像的光路都是一样的，940nm下这么成像偏模糊，其可能的原因是什么，麻烦各位赐教，感谢！！！

Ds12345679

你先看一下照相系统理论分辨率的表示公式
瑞利判据：N0=1/1.22λF可以明显看出分辨率与波长成反比，波长越短，分辨率越高。
如果F=5.6，λ=0.000555，该系统最高分辨率263.73 lp/mm；
如果F=5.6，λ=0.0004861，该系统最高分辨率301.11 lp/mm；
在Zemax里面模拟λ          该系统最高分辨率
                         0.4861    367.46 lp/mm
                         0.5461    327.05 lp/mm
                         0.5876    303.96  lp/mm
                         0.6563    271.93  lp/mm
在Zemax里理论分辨是按N0=1/λF计算的，道斯判据是按N0=1/1.02λF计算的，斯派罗判据是按N0=1/1.02λF计算的。由于判据不同，可以得出不同的结果。瑞利判据条件比较松。

Ds12345679

有一次天文观测得朋友说，他的望远镜突破了衍射极限，按照瑞利条件看不到的细节都能看见，我说瑞利条件低，我说你用道斯判据条件120/D看看，回答杜氏条件116/D,非常勉强。

wuweichen

1. 就是前面坛友说的衍射造成的分辨率的差异，也就是显微镜的最小可分辨尺寸是和波长呈正比，波长越大系统分辨本领越低。
2. 940nm属于短红外波段，这个波段在不在成像系统的波段范围内需要查一下，感觉大概率是不在的，通常设计的时候都在可见波段，最大波长不会超过700nm，940nm的光可能系统的像差比较大，这样子成像质量就会很差。
3. 如果按照可见光设计，选用的透镜材料可能不适用于940nm的光，很多材料红外是不投过的，系统的透过率在940nm有可能会很低，这就造成信号较弱。
4. 透镜镀的增透膜也可能也只针对可见光波段，940nm光的透过率就会进一步降低。

根据图片来看，940nm的图片除了不清晰以外，对比度也很低。图片不清晰可能是因为原因1和2，图片对比度低意味着信号弱，就是原因3和4.

optdes

根据描述可以理解为，同一个成像镜头，更换不同的光源，成像效果相差很大，这是必然的结果。
一般镜头设计时，能够清晰成像的波段是固定的，这也是成像镜头中镜片加工检测的依据，超出波段范围的光都会成为杂散光。
对比两幅图，从成像结果看，该镜头成像波段为可见光，940nm为近红外光，镜头的透过率比较低，大部分光为杂光，造成背景灰度和图案灰度对比较低；另外不同波长的焦面位置不同，也有离焦的原因在。

toyaitachi

图一的现象 确实更像是杂散光造成的 也可能是940nm的能量过于微弱

dyyp

Ds12345679 发表于 2021-11-21 06:34
你先看一下照相系统理论分辨率的表示公式
瑞利判据：N0=1/1.22λF可以明显看出分辨率与波长成反比，波长越 ...

受教了，感谢

dyyp

wuweichen 发表于 2021-11-21 14:49
1. 就是前面坛友说的衍射造成的分辨率的差异，也就是显微镜的最小可分辨尺寸是和波长呈正比，波长越大系统 ...

强度的话，我调节CCD的曝光时间会有影响吗

dyyp

wuweichen 发表于 2021-11-21 14:49
1. 就是前面坛友说的衍射造成的分辨率的差异，也就是显微镜的最小可分辨尺寸是和波长呈正比，波长越大系统 ...

您好，这是后面使用氙灯光源情况下的成像效果，想请问一下，使用840nm长波通滤波片之后的清晰度明细下降好多，请问这个出现的原因是什么？有木有办法改善，感谢感谢。

dyyp

Ds12345679 发表于 2021-11-21 06:34
你先看一下照相系统理论分辨率的表示公式
瑞利判据：N0=1/1.22λF可以明显看出分辨率与波长成反比，波长越 ...

您好，这是后面使用氙灯光源情况下的成像效果，想请问一下，使用840nm长波通滤波片之后的清晰度明细下降好多，请问这个出现的原因是什么？有木有办法改善，感谢感谢。