Punctul Airy este modelul de difracție rezultat din traversarea unei găuri circulare de către lumină. Vorbim de Airy spot în cazul sistemelor optice pentru a califica cea mai bună imagine posibilă a unui punct sursă de acest sistem. Se spune că un sistem al cărui răspuns la impuls oferă un punct Airy este limitat de difracție .
Numele acestei figuri provine de la George Biddell Airy (1801-1892), un om de știință englez care a descoperit și descris fenomenul în 1835 în Despre difracția unui obiect-sticlă cu diafragmă circulară .
Figura prezintă o simetrie a revoluției și ia forma unui punct luminos înconjurat de cercuri concentrice de lumină inferioară.
Îi datorăm descrierea fenomenului lui George Biddell Airy în 1835, când fenomenul difracției fusese deja descoperit de mai bine de zece ani.
Când figura este observată departe de gaura de difracție, iluminarea variază în funcție de unghiul θ dintre punctul considerat și centrul figurii:
,sau
Această expresie este obținută prin teoria difracției Fraunhofer . Corespunde pătratul modulului de transformata Fourier a funcției caracteristică a discului care reprezintă deschiderea.
Prima anulare a acestei funcții are loc atunci când ceea ce corespunde unui unghi
.Modelul de difracție poate fi observat și la o distanță mai mică, plasându-se în planul focal al unui obiectiv. Acest lucru este în special cazul când se ia în considerare difracția cauzată de deschiderea aceluiași obiectiv. Apoi avem aceeași expresie pentru , unde putem scrie:
,sau
Raza primului disc negru constituie raza punctului Airy și este egală cu:
.punct | X | E ( x ) / E 0 |
---|---|---|
la jumătatea drumului | 0,514497 | 0,5 |
primul zero | 1.219670 | 0 |
maxim local | 1.634719 | 0,017498 |
al doilea zero | 2.233131 | 0 |
maxim local | 2.679292 | 0,004158 |
al treilea zero | 3.238315 | 0 |
Un efect important al acestei pete este degradarea rezoluției imaginilor din dispozitivele optice ( cameră , telescop etc.). Putem calcula criteriul Rayleigh cu acest profil al spotului Airy, oferind o formulă pentru limita de separare între două obiecte. Tehnicile de procesare digitală a imaginilor, precum deconvoluția , fac posibilă compensarea parțială a acestui fenomen de răspândire a semnalului.
Sarcina Airy intervine și la citirea unui spațiu de stocare optică ( CD , DVD , blu-ray ...). Într-adevăr, capacitatea de stocare a acestor medii optice depinde în totalitate de lățimea acestui spot: spotul trebuie să acopere doar o singură pistă a discului, astfel, cu cât spotul este mai mare, cu atât este mai mare spațiul dintre două piese. Capacitate de stocare.
Pentru sistemele fotografice, performanța obiectivelor este limitată în primul rând de doi factori care sunt designul optic al sistemului și difracția . Chiar dacă principala limitare a sistemului optic depinde de diafragmă , este întotdeauna comparată cu dimensiunea punctului Airy, care este cel mai bun răspuns posibil.
Optica este, în general, limitată de designul optic până la f / 8 și este limitată de difracție dincolo de f / 16.