分辨率是衡量光學系統(tǒng)成像質量的核心指標，直接決定了設備捕捉細節(jié)的能力。分辨率作為評價像質量指標比較直觀，且易于定量測量，檢測裝置簡單，仍是檢測一般成像光學系統(tǒng)像質量的主要方法之一。

分辨率測試原理

分辨率的理論基礎源于光的衍射效應。一個發(fā)光物點經過衍射受限系統(tǒng)成的像就是一個艾里斑，兩個靠的很近的點，成的像就是兩個艾里斑，二者重疊部分認為是兩個艾里斑重疊部分的光強之和（非相干）。區(qū)分是一個光斑還是兩個光斑重疊的條件就是重疊部分光強的對比度。這個對比度定義不一樣就形成了不同的判據(jù)。

根據(jù)瑞利判據(jù)，當兩個相鄰點光源的衍射斑中心間距等于艾里斑的第一暗環(huán)半徑時，人眼可分辨兩者。此時的最小分辨角公式為：

其中，λ為光波長（白光取0.55μm），D為光學系統(tǒng)入瞳直徑 。

對于望遠物鏡，分辨率通常以角分辨率（單位為角秒）表示；照相物鏡則以像面線對數(shù)（lp/mm）衡量；顯微物鏡則直接以最小可分辨物點間距（μm）評價 。

分辨率測試工具

分辨率板是一種標準化的測試工具，通過黑白相間的線條圖案模擬被測系統(tǒng)需分辨的最小細節(jié)。根據(jù)光學系統(tǒng)的類型和用途，分辨率板的設計形式多樣，常見的有三種：

柵格狀分辨率板（如WT1005-62型）：線條寬度按等比級數(shù)遞減，每組包含四個方向的線條，便于多角度檢測 。我國目前應用最廣的就是這種分辨率圖案。整套圖案由粗到細，按公比2的（-1/12）次方的幾何級數(shù)遞減，并且按照順序分布在A1~A7的七塊分辨率板上。每塊分辨率板由線寬遞減的25個單元組成，每個單元由4個不同方向(水平，豎直，斜 45° 以及斜 135°)的線條組成。線條寬度最細，適合逐步測試極限分辨率 。

輻射式分辨率板：由72個扇形黑白條組成，空間頻率連續(xù)變化，適合觀察偽分辨現(xiàn)象 。

SH-01型分辨率板：含20組線條，每組由三個垂直方向的平行線構成，適用于中等焦距的照相物鏡 。

測試光路

1、測試裝置組成

核心設備：平行光管（提供無窮遠目標）、分辨率板、待測光學系統(tǒng)（如望遠物鏡）、前置鏡或測量顯微鏡（用于觀察像面） 。

輔助設備：光源、聚光鏡、毛玻璃（均勻照明）、轉臺（用于軸外點測試） 。

其中，1為測量顯微鏡；2為待測光學系統(tǒng)；3為平行光管；4分辨率板。

2、光路設計

以望遠物鏡為例，測試光路如上圖所示：

光源通過聚光鏡照亮分辨率板，平行光管將分辨率板成像于無窮遠，望遠物鏡接收平行光并成像于焦平面，前置鏡或顯微鏡觀察焦平面上的分辨率圖案，判斷最小可分辨單元 。

詳細測試工藝方案

步驟1：裝置校準。將分辨率板置于平行光管焦平面，調整光源使照明均勻 。確保平行光管、待測物鏡、前置鏡共軸，消除裝調誤差 。步驟2：觀察與記錄。初始觀察：通過前置鏡直接觀察分辨率板像，調整望遠物鏡焦距使像清晰居中 。逐步測試：從線條最粗的單元（如A1-1）向最細單元（如A7-25）觀察，記錄四個方向線條均能分辨的最高單元號 。軸外點測試：旋轉望遠物鏡夾持器，調整觀察顯微鏡位置以補償像面傾斜，重復上述步驟 。步驟3：數(shù)據(jù)查詢與計算。查表獲取線寬：根據(jù)分辨率板號（如A3）和單元號（如13），查表得到對應線寬b（例如b=20μm） 。

計算角分辨率：

其中，fc為平行光管焦距（例如fc=1200mm），則：

理論值對比：根據(jù)望遠物鏡入瞳直徑D，計算理論分辨率（α理論=140/D），評估實測值是否達標。

誤差來源

像差影響：球差、彗差會降低分辨率，表現(xiàn)為線條邊緣模糊或拖尾 。

環(huán)境因素：溫度波動引起透鏡形變，振動導致像面抖動，需在恒溫實驗室測試 。

人眼主觀性：不同觀察者判定“剛能分辨”存在差異，建議采用機器視覺+圖像處理軟件（如MTF分析）提高客觀性 。