光学传递函数在全面评价像质中的应用

以往在物理学中，是用瑞利判据来评价光学系统的像质，但这种方法有许多局限性．而光学传递函数（ＯＴＦ）对像质的评价是用频谱之比，故能正确测定实际光学系统的像质．本文提出了用ＯＴＦ对光学系统的像质进行评价的各种方法，它将有利于全面正确地掌握光学系统的性能，这对于新产品的试制或对光学系统性能要作出全面评价而需要进行多方面测量时，更为必要．另外，文中还对瑞利判据和ＯＴＦ这两种评价像质的方法进行了分析比较，说明后者的优点十分明显，因而具有广泛的应用前景．     

《光学系统的研究与检验》

随着现代工业技术的迅速发展,光学系统应用的范围也日益扩大,光学仪器和电子学的结合,要求对光学系统现有的象质概念和检测方法赋予更确切的含义和有效的方法。评价象质的更臻完善的判据理论(例如光学传递函数和刃边曲线等测试法)业已提出而且得到很快的发展。目前光学系统在光电仪器中的传递性能,对整个仪器的性能具有决定性的影响。代替过去物镜—感光层、物镜—目镜—眼睛系统而出现物镜—电视显象管、光电倍增管、光电变换器以及其它各类接收器。因此用目视测量或照相检验物镜象质,显然已不能适应现代要求,引用光电测试法势在必行。尤其是对评价物镜的传递性能来说,光学仪器质量最通用的判据—仅仅测量分辨率—已经显得不足,需要能全面反映图象质量的更为充分的信息。     

双近贴聚焦象增强器的MTF评价

成象器件的象质评件无疑是最重要的器件质量指标之一。而要想较为全面客观地反映象质指标,近年来发展起来的光学传递函数(简记为OTF)理论则是最有效的工具。 用OTF作为器件成象质量的分析评价方法与在此之前的各种评价方法相比较,它所反映的内容更为丰富,指标更为客观,而且能将大多数象质指标统一在一起。     

用精细结构分析光学成象质量

在研究光学象质评价时,需要一个标准,OTF值可作为光学成象的评价标准.所以长期以来,许多人以扩展函数为中心而集中研究OTF。扩展函数的提出是以物理光学衍射理论为基础的,点物经过被谢光学透镜或光学系统后在象面上总有扩展,称其为点扩展函数。加工中出现的误差以及光学材料内在存有的质量缺陷使得扩展函数的形状变得更为复杂。本文的重点是研究扩展函数与成象失真度之间的关系及离散值的应用。     

由Strehl比判断光学系统实际分辨能力

提出了一个根据Ｓｔｒｅｈｌ 比评价光学系统实际分辨能力的近似方法。用高斯分布函数逼近点光源在光学系统焦面上的像斑光强分布,根据瑞利判据,导出了光学系统分辨能力与Ｓｔｒｅｈｌ 比的关系方程。它可根据系统的Ｓｔｒｅｈｌ 比来判定像面上的两个像斑能否分辨开来。     

显微物镜的象质检测

<正> 一、引言自从傅里叶光学诞生以来,光学传递函数(OTF)越来越普遍地成为光学系统象质评价的手段。显微物镜的象质评价,严格地讲应当根据部分相干的理论,利用部分相干互强度的普遍的传递理论来加以讨论。然而M.Born和E.Wolf、庄松林和陈祥桢等都曾经指出:当显微镜聚光镜的数值孔径和物镜数值孔径之比m≈1时。已经相当接近于完全非相干的情况,     

一种基于OTF稳定性的波前编码相位板优化方法

提出了一种简单的可用于光学系统中子午弧矢方向白光OTF稳定性评价的波前编码相位板参量优化方法.该方法仅以标准偏差来评价OTF在目标景深范围内的稳定性,并且结合自适应模拟退火算法在参量空间内优化得到相位板的最佳参量.使用该方法优化得到的相位板参量,可以大幅度提高光学系统的景深,并且可以获得更为清晰、稳定的成像.对应用波前编码技术前后光学系统的成像性能作了比较,并且考察了优化参量的容差性.     

含非球面光学系统多功能光学设计程序

本FORTRAN程序普适于球面和含有非球面的光学系统.用它可在微机上完成包括自动设计和OTF计算在内的全部设计过程.自动设计子程序贯穿了复合优化思想;提出了新的病态处理方法;实现了自动设计与OTF评价的方便结合,与传统设计手段的方便结合.     

非共轴光学系统传递函数计算

用坐标变换计算非共轴光学系统是十分有效的。本文讨论了非共轴光学系统传递函数(OTF)的计算要点,并给出了平行光束传递函数的计算方法。计算了一个无焦系统的波动光学传递函数。     

相干处理光学系统的象质评价和计算程序

论述了相干处理光学系统的象质评价及波差判则,并给出设计相干光学系统的波象差计算程序。     

便于计算高焦光学系统的OTF的较精确算式

本文从基尔霍夫衍射积分公式出发,在弱于菲涅耳条件的近似下,以高斯像面的像差量及系统的离焦量为参变量,导出了便于计算离焦光学系统的OTF的普遍算式。利用此算式,只需通过光线追迹得出高斯像面上的像差分布,便可求得对应一系列离焦量的实际像面上的OTF值,而不必对每一实际像面进行像差计算。对于研究光学系统在不同离焦状态下的OTF的变化规律,本算式是方便的。最后,给出了衍射受限系统处于离焦状态下轴上OTF的计算实例。     

由光学系统结构参数计算光学传递函数

光学传递函数是一种评价光学系统成象性能的新方法。从1946年到现在已有近三十年的发展历史⁽¹⁾。目前,光学传递函数的理论、计算方法、测量技术和仪器都日益完善,并被广泛应用于光学设计,光学检验等许多领域中去。这是一种象质的综合评价方法,它克服了经典评价方法的缺点和局限性⁽²⁾。     

拼接衍射望远镜的失调误差分析

拼接衍射望远镜的失调误差对光学系统的成像质量有重要影响,为此对拼接菲涅耳透镜的失调误差进行公差分析,推导基于瑞利准则的失调误差的理论计算公式,对包含口径为1.5 m的拼接主镜和消色差光路的光学系统进行公差分析。仿真结果表明,公差范围内的波前像差均满足瑞利判据与斯特列尔比,因此该公差分析可为衍射望远镜的装调和检测提供有效的理论指导。     

傅里叶变换光学基本原理讲座 第八讲 点扩展函数与光学传递函数

一、关于光学系统的象质评价问题 对于显微镜、望远镜、照相机一类光学仪器,人们要求它们尽可能完善地成象,即要求象面上的光强分布尽可能准确地反映物面上的光强分布.怎样评价象质的优劣,这是一个很复杂的问题.在几何光学中,人们用光线追迹的手段,研究各种几何象差.但在实际成象过程中,即使是较简单的三级象差理论给出的五种象差,也是同时并存的.人们又曾在波动光学中根据衍射的理论讨论过仪器的象分辨本领,用能分辨测试板上两条刻线的最小极限距离来衡量镜头的好坏.然而实际问题是复杂的,镜头某一两个简单的指标都不足以全面地评价它的性…     

紫外光学传递函数测量装置研究

光学传递函数是评价光学系统成像质量的重要指标,针对目前光学传递函数测量只能覆盖可见光和红外波段,自行研制了紫外波段(260 nm～400 nm)光学传递函数（OTF）测量装置。介绍了装置的原理及组成,采用中心波长为0=300 nm和0=380 nm 2种OTF标准镜头在2个光谱范围内对OTF测量装置进行了标定和测试,结果表明:调制传递函数（MTF）的测量值与理论值的偏差:0.03（轴上）;0.05（轴外）。最后,对装置的测量不确定度进行了评估。     

初级象差对传递函数的影响

一、前言光学传递函数是现在评价象质的一种比较完善的理论和方法。一个光学系统的传递函数既可以从理论上计算,也可以由实际测得。但是各种象差对传递函数有什么影响,是难于具体表达的。各种光学系统的实际象差的构成是错综复杂的,而三级象差可以给我们提供线索和预示。那么,是否可以从各种象差对传递函数的影响和效应中找到类似的情况,表达为一种较为明显的函数关系,使我们能一目了然,即使是粗略的,这对于帮助我们理解和分析问题也     

基于PIV评价的光瞳超分辨理论与技术

随着成像探测技术的发展，对光学系统的分辨能力提出了更高的要求，用传统的光学理论需增大光学系统口径才能满足要求，在对尺寸，重量和价格有限制的实际系统中往往很难实现。基于瑞利判据作为ＰＩＶ指标的光瞳超分辨技术，可以在不增加光学系统口径的条件下提高系统分辨率，由于本技术可以用光瞳滤波器的形式以硬件实现，成像探测过程不必增加额外的工作时间，在理论分析的基础上，设计了实际的超分辨光瞳，并给出了计算机模拟和实     

光学仪器分辨本领三种判据的比较

判断光学仪器分辨本领最常用的是瑞利判据，但除了瑞利判据外，还有泰勒判据［１］［２］和史派劳判据［３］等．本文针对单缝衍射和圆孔衍射，用这三种判据在非相干照明和相干照明情况下，分别导出最小可分辨角，并对三种判据给出的结果加以比较．文中还指出了Ｍ玻恩，Ｅ．沃耳夫所著《光学原理》一书对相干照明圆孔衍射分辨极限表达式的错误之处．     

光学零件表面测量

<正> 对于一个好的光学系统,都应该具备有透过率高、象质好和低散射的性能。一些反射镜除了应该具备有象质好和低散射以外,还应该具有反射率高的特点。对于入射窗玻璃和其它类型的光学玻璃均应该具有内部吸收小、表面和体内散射低和象质好等优点。对于光学零件所成的象一般都比较容易计算,但是由表面微     

几种大孔径折反射系统的象质分析

近几年来,在致力于投形管大屏幕电视用的结构简单,造价便宜,且光效率高的光学镜头的同时,我们顺便探讨了一些大孔径折反射光学系统。根据现有条件对这些系统的成象质量进行了计算和评论。本文就我们做过的同心系统,施米特系统,和凸型校正板施米特系统的象质给以评述。对综合评价这些系统的成象质量提供了一些定量的参考数据。