Аппаратная Функция

АППАРАТНАЯ ФУНКЦИЯ, характеристика оптического прибора, функция, устанавливающая связь величины на выходе прибора с её истинным значением на входе устройства. Наиболее часто аппаратная функция используется для характеристики телескопов, микроскопов, спектральных приборов.

Аппаратная функция оптического прибора, создающего изображение, описывает распределение освещённости в создаваемом прибором изображении точечного источника излучения. Аппаратная функция позволяет установить связь между распределением освещённости в изображении объекта и распределением яркости самого объекта.

Идеальный оптический прибор изображает точечный источник в виде точки, его аппаратная функция везде, кроме этой точки, равна нулю. В реальных приборах вследствие дифракции, аберраций и других факторов изображение точечного источника «размазано», имеет вид пятна. Расчёт аппаратной функции в реальных случаях затруднён, и её часто определяют экспериментально.

С аппаратной функцией связана разрешающая способность прибора, характеризующая возможность раздельной регистрации соседних объектов. Критерий разрешения таков: два объекта разрешены, если расстояние между их изображениями примерно равно ширине аппаратной функции на половине высоты её контура.

В спектральных приборах аппаратная функция представляет собой «спектр», записываемый прибором при наблюдении монохроматического излучения. Результат записи спектра f(l) является свёрткой истинного спектра источника φ(l) и аппаратной функции прибора d(l):

Здесь l и l’ - координаты на спектре. Отыскание φ(l) называют редукцией к идеальному прибору или исключением аппаратной функции. Наблюдаемое распределение f(l) включает в себя ошибки измерений и не всегда бывает известно с необходимой точностью, поэтому задача редукции к идеальному прибору некорректна.

Дифракционная аппаратная функция (результат дифракции на действующем отверстии прибора) присуща всем оптическимприборам. Её боковые лепестки можно уменьшить аподизацией (созданием с помощью фильтров соответствующего распределения амплитуд и фаз), искусственно ослабляя при этом волну на периферийных участках. Однако основной максимум аппаратной функции расширяется.

Аппаратная функция щелевых спектральных приборов представляет собой ширину участка спектра, накрываемого изображением входной щели. Вид щелевой аппаратной функции зависит от характера освещения входной щели. При когерентном освещении щели аппаратная функция весьма причудлива, причём её ширина оказывается меньше ширины геометрического изображения щели.

Фурье-спектрометры и другие приборы модуляционного типа имеют аппаратную функцию сложной формы, поэтому в них всегда используют аподизацию, приводящую форму их аппаратной функции к дифракционной.

Лит.: Раутиан С. Г. Реальные спектральные приборы // Успехи физических наук. 1958. Т. 66. № 3. С. 475; Лебедева В. В. Техника оптической спектроскопии. 2-е изд. М., 1986; она же. Экспериментальная оптика. 1994; Прокофьев В. К., Лебедева В. В., Орлов М. И., Соколовский Р. И. Об аподизации в оптических телескопах // Кинематика и физика небесных тел. 1988. Т. 4. № 6.