エアリーディスク (Airy Disk)

エアリーディスクは、小さな円形の開口部を通過するときに、回折した光によって生成されるパターンの中央の明るい円形領域です。 中央の円盤は、強度の低い同心円状の輪に囲まれているため、光の強度は、局所的な最大値と最小値をとり、中心から離れて減少します。

エアリーディスクのサイズは、光の波長と開口部のサイズによって異なります。 （開口からの距離にも依存しますが、この文脈では通常、レンズの焦点面で測定されます）。 したがって、開口数 NA の蛍光顕微鏡の対物レンズである場合、焦点面でのエアリーディスクの半径 r （中央の最大値と最初の最小値の間の距離） は、次のようになります：

$$ r\ =\ 0.61\ \frac{\lambda} {\text NA} $$

無次元座標を使用すると、エアリーディスクの半径は、3.83 光学単位です。 全光強度の約 84 % は、中央の円盤にあり、残りの 16 % は、同心リングに分布しています。

エアリーディスクは、顕微鏡の単一の点対象物の投影画像であるため、記録された画像の「ブリック」成分として見ることができます。 これは、単一の点光源の「ぼやけ」です： すべてのぼやけを追加すると、ぼやけた画像が得られます。 結像を参照してください。

蛍光顕微鏡の性質上、光の強度は、光軸 Z に沿っても同様に変化するため、単一点の 3D 画像は、 3D エアリーディスクのようなものです：点像分布関数。

コンフォーカル顕微鏡では、エアリーディスクがピンホール半径を報告する単位として使用されることがあります。