正是艾里斑，限制了光学仪器的精度

我们知道凸透镜能把入射光会聚到它的焦点上，由于透镜的口径有一定大小，限制了光线的传播，所以凸透镜也会发生衍射。这导致透镜无法把光线会聚成无限小的点，而只会在焦点上形成具有一定能量分布的艾里斑。一般来说，通过任何光学仪器成像的过程都可以认为是把物体上的无数微小的点转换成艾里图案，然后再把它们叠加起来，所以所成的像无法精确地描述物体的所有细节。那么像面上能够反映多精细的细节呢？这里要介绍一下分辨率的概念。

对于一个透镜来说，它产生的艾里斑直径可以用下面这个简单的公式近似，其中λ为波长，f为透镜焦距，d为透镜的直径。

艾里斑的直径

假如物平面上有两个点通过一个光学系统分别产生两个艾里斑，那么当它们离得很远的时候，我们毫无疑问可以分辨出物平面上有两个点，如下图左边所示。现在把两个点逐渐移近，艾里斑也会随之接近，当它们接近到一个圆斑中心与另一个圆斑边缘重合的时候，我们恰好能够分辨出有两个点(这叫做瑞利判据)，如下图右边所示。假如这两个点更接近一些，这时艾里斑几乎重合在一起，合成一个圆斑，这时物平面上的两个点就不可分辨了。

艾里斑与分辨率

瑞利判据数值上其实就是艾里斑的直径，它确定了一个理想光学系统的最高分辨率。要提高光学系统的分辨相近点的能力，最直接的方法就是要减小艾里斑的大小。根据上图的公式，可以选择的手段有使用较短的波长(比如用蓝光而非红光)，采用较大口径的透镜，使用较小的焦距。但是只要透镜不是无穷大，衍射就无法避免，艾里斑也必然有一定的尺寸，这在光学系统设计上被称为衍射极限。不过衍射极限无法阻挡人们尽可能提高望远镜和显微镜的分辨率的尝试，甚至这个极限也在最近这十几年被打破了。