Аподизация - Apodization

Диск Эйри

Аподизация это метод оптической фильтрации. Дословный перевод - «снятие ступни». Это технический термин для изменения формы математическая функция, электрический сигнал, оптическая передача или механическая конструкция. В оптика, он в основном используется для удаления Воздушные диски вызванный дифракция вокруг пика интенсивности, улучшая фокусировку.

Аподизация в электронике

Дальнейшая информация: Оконная функция

Аподизация в обработке сигналов

Термин аподизация часто используется в публикациях по Инфракрасное преобразование Фурье (FTIR) обработка сигналов. Примером аподизации является использование Окно Ханна в быстрое преобразование Фурье анализатор для сглаживания разрывов в начале и в конце записи выборки времени.

Аподизация в цифровом аудио

Аподизирующий фильтр можно использовать в цифровая обработка звука вместо более распространенных фильтров из кирпичной стены, чтобы избежать предварительный звонок что вводит последний.

Аподизация в масс-спектрометрии

Во время колебаний в пределах Орбитальная ловушка, переходный ионный сигнал может быть нестабильным, пока ионы не начнут колебаться. В конце концов, тонкие столкновения ионов привели к заметной дефазировке. Это представляет проблему для преобразования Фурье, поскольку оно усредняет колебательный сигнал по длине измерения во временной области. Программное обеспечение позволяет «аподизировать», исключить переднюю и заднюю части переходного сигнала из рассмотрения при расчете FT. Таким образом, аподизация улучшает разрешение результирующего масс-спектра. Другой способ улучшить качество переходного процесса - дождаться сбора данных, пока ионы не установятся в устойчивом колебательном движении внутри ловушки.[1]

Аподизация в оптике

На жаргоне оптического дизайна аподизация функция используется для преднамеренного изменения профиля входной интенсивности оптическая система, и может быть сложной функцией для адаптации системы к определенным свойствам. Обычно это относится к неравномерному освещению или профилю пропускания, который приближается к нулю по краям.

Аподизация в визуализации

Поскольку боковые лепестки диска Эйри несут ответственность за ухудшение изображения, используются методы их подавления. В случае, если формирующий луч имеет гауссово распределение, когда коэффициент усечения (отношение диаметра гауссова луча к диаметру усекающей апертуры) установлен на 1, боковые лепестки становятся незначительными, и профиль луча становится чисто гауссовым.[2] Измеренный профиль пучка[3] такой системы визуализации показано и сравнивается с смоделированным профилем пучка.[4] на рисунке справа.

Аподизация в фотографии

Большинство объективов камеры содержат диафрагмы которые уменьшают количество света, попадающего в камеру. Это не совсем пример аподизации, поскольку диафрагма не обеспечивает плавного перехода к нулевой интенсивности и не обеспечивает формирование профиля интенсивности (помимо очевидного «все или ничего», «цилиндрической» передачи ее апертуры) .

Некоторые линзы используют другие методы, чтобы уменьшить количество пропускаемого света. Например, Объектив Minolta / Sony STF 135mm f / 2.8 T4.5 однако в 1999 году был представлен особый дизайн, в котором это достигается за счет использования вогнутой нейтрально-серой тонированной линзы в качестве фильтра аподизации, что обеспечивает приятный боке. Такого же оптического эффекта можно добиться, комбинируя брекетинг глубины резкости с мультиэкспозиция, как это реализовано в Minolta Maxxum 7 с Функция STF. В 2014, Fujifilm анонсировал объектив, использующий аналогичный фильтр аподизации в Объектив Fujinon XF 56 мм F1.2 R APD.[5] В 2017 г. Sony представил E-крепление полнокадровый объектив Sony FE 100 мм F2.8 STF GM OSS (SEL-100F28GM ) на основе того же оптического Плавный трансфокус принцип.[6]

Моделирование Гауссовский Профиль входа лазерного луча также является примером аподизации.[нужна цитата ]

Фотонные сита обеспечивают относительно простой способ достижения индивидуальной оптической аподизации.[7]

Аподизация в астрономии

Аподизация используется в оптике телескопов для улучшения динамического диапазона изображения. Например, с помощью этой техники можно сделать видимыми звезды с низкой интенсивностью в непосредственной близости от очень ярких звезд, и даже изображения планет можно получить, если они не видны яркой атмосферой звезды, вокруг которой они вращаются.[8][9][10] Обычно аподизация снижает разрешение оптического изображения; однако, поскольку он уменьшает краевые эффекты дифракции, он может фактически улучшить некоторые мелкие детали. Фактически, понятие разрешения, как оно обычно определяется Критерий Рэлея, в данном случае частично не имеет значения. Следует понимать, что изображение, формируемое в фокальной плоскости линзы (или зеркала), моделируется через Дифракция Френеля формализм. Классическая дифракционная картина, Диск Эйри, соединяется с круглым зрачком без каких-либо препятствий и с равномерной передачей. Любое изменение формы зрачка (например, квадрат вместо круга) или его пропускания приводит к изменению соответствующей дифракционной картины.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Саварин, Джон П .; Тоби, Тимоти К .; Келлехер, Нил Л. (сентябрь 2016 г.). «Руководство исследователя по протеомике на основе масс-спектрометрии». Протеомика. 16 (18): 2435–2443. Дои:10.1002 / pmic.201600113. ЧВК  5198776. PMID  27553853.
  2. ^ Справочник по оптическому и лазерному сканированию. Маршалл, Джеральд Ф., Штутц, Гленн Э. (2-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. 2012 г. ISBN  9781439808795. OCLC  756724023.CS1 maint: другие (связь)
  3. ^ Ахи, Киараш; Шахбазмохамади, Сина; Асадизанджани, Навид (2018). «Контроль качества и аутентификация корпусных интегральных схем с использованием терагерцовой спектроскопии во временной области с улучшенным пространственным разрешением и визуализации». Оптика и лазеры в технике. 104: 274–284. Bibcode:2018OptLE.104..274A. Дои:10.1016 / j.optlaseng.2017.07.007.
  4. ^ Ахи, К. (ноябрь 2017 г.). «Математическое моделирование функции рассеяния точки ТГц и моделирование систем формирования изображения ТГц». IEEE Transactions по науке и технологиям терагерцового диапазона. 7 (6): 747–754. Bibcode:2017ITTST ... 7..747A. Дои:10.1109 / tthz.2017.2750690. ISSN  2156-342X.
  5. ^ ""Bokeh-Gigant ": Fujinon XF 1,2 / 56 мм R APD (актуальный)". 2001-11-30.
  6. ^ "Neu von Sony: E-Mount-Objektive 100 мм F2.8 STF GM, FE 85 мм F1.8; Blitz HVL-F45RM". Фотографиикала (на немецком). 2017-02-07. В архиве из оригинала на 2017-02-11. Получено 2017-02-10.
  7. ^ Хьюетт, Жаклин (01.06.2007). "Фотонные сита приносят пользу космическим телескопам". Optics.org. Получено 2007-06-05.
  8. ^ Э. Хехт (1987). Оптика (2-е изд.). Эддисон Уэсли. ISBN  978-0-201-11609-0. Раздел 11.3.3.
  9. ^ ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ С ОЧЕНЬ БОЛЬШОГО ТЕЛЕСКОПА NACO APODIZING PHASE PLATE: 4 мкм ИЗОБРАЖЕНИЯ EXOPLANET β PICTORIS b * Астрофизический журнал (письмо)
  10. ^ Охотники за планетами больше не ослеплены светом. spacefellowship.com Примечание: эта статья включает несколько изображений такой фазовой пластины.