Zobrazování na difrakčním limitu
Období řešení projektu: 2023-2024
Projektový tým ústavu:
prof. Ing. Jan Hošek, Ph.D.Ing. bc. Šárka Němcová, Ph.D.
prof. Ing. Vlastimil Havran, Ph.D.
Popis projektu:
Cílem projektu bylo nalézt řešení ideálního zobrazení na difrakčním limitu pro všechny možné kombinace vstupních parametrů optického systému. Téma vychází z našich předchozích projektů výzkumu možností zařízení pro měření BTF (odkaz https://control.fs.cvut.cz/cs/projekty/mobilni-mereni-komprese-a-synteza-obrazu-pro-prostorove-promennou-reflektanci-materialu/) podpořených projektem GAČR GA14-19213S. V rámci tohoto tématu jsme vyvinuli dvě různá zařízení pro měření BTF, viz reference [1, 2, 3]. Během optimalizace návrhu jejich zobrazovací optiky jsme narazili na možnost nového popisu vztahů mezi parametry optického zobrazení. Po odvození rovnic pro optické zobrazení na difrakčním limitu pro aproximaci optického systému tenkou čočkou [4] jsme odvodili rovnice pro obecnou optickou soustavu reprezentovanou pupilami [5]. Zároveň jsme zjistili, že existuje celkem 314 možných kombinací čtyř vstupních parametrů s jednoznačných určením všech 12 parametrů optického zobrazení na difrakčním limitu pro obecnou optickou soustavu reprezentovanou pupilami. V případě aproximace optického systému tenkou čočkou existuje 54 kombinací celkem tří vstupních parametrů jednoznačně určující všechny ostatní parametry optického zobrazení. Také jsme vyvinuli webovou aplikaci, kde je možné simulovat a vizualizovat řešení výpočtu optického zobrazení na difrakčním limitu pro obecnou optickou soustavu pomocí osmi vybraných řešení [6].
[1] Jan Hošek, Vlastimil Havran, Šárka Němcová, Jiri Bittner, and Jiří Čáp, „Optomechanical design of a portable compact bidirectional texture function measurement instrument“, Applied Optics Vol. 56, Issue 4, 1183-1193 (2017).
https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-56-4-1183
[2] Jiří Čáp, Jan Hošek, Vlastimil Havran,Šárka Němcová, Karolina Macúchová. Optomechanical design of rotary kaleidoscope for bidirectional texture function acquisition. Applied Optics Vol. 56, Issue 26, 7373-7384 (2017).
https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-56-26-7373
[3] Vlastimil Havran, Jan Hošek, Šárka Němcová, Jiří Čáp, and Jiří Bittner, Lightdrum – Portable Light Stage for Accurate BTF Measurement on Site. Sensors 2017, 17(3), 423.
https://www.mdpi.com/1424-8220/17/3/423
[4] Šárka Němcová, Vlastimil Havran, and Jan Hošek, Different view on diffraction-limited imaging optics design, J. Opt. Soc. Am. A 40, 149-154 (2023).
https://opg.optica.org/josaa/abstract.cfm?uri=josaa-40-1-149
[5] Jan Hošek, Šárka Němcová, and Vlastimil Havran, General relations for optical design parameters under diffraction limited paraxial imaging, Opt. and Las. in Eng. 174, 107960 (2024).
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014381662300489X
[6] Jan Hošek, Václav Hošek. Diffraction imaging solver, https://control.fs.cvut.cz/diffraction_imaging_solver/