镜头优选中Walsh函数对轴上象波动光学传递函数的评价

本文把以Walsh函数为基础的光学成象分析引用到评价轴上象的波动OTF,从而获得了计算OTF的部分分析且简化的表达式。此式适应于镜头优选和容限分析的直接计算。在评价OTF过程中,对于不同光瞳平面参数需重复计算OTF,应用上述表达式,计算速度得到了很大提高。本文列举了一些运算结果,并与其它方法所获得的结果进行了比较。     

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。     

象移、位相畸变与光学传递函数

PTF的线性项仅仅产生象的整体位移,只有非线性项影响成象质量。本文提出了一种仅含非线性项的PTF以及OTF“简缩”形式,用此“简缩”形式可以得出适用于计算任何系统的象移的简单公式,使得计算象强度分布变得很简便。最后给出了几个验证公式的例子,并指出PTF的菲线性部分与MTF的乘积可用作判断位相畸变对象质影响的依据。     

镜头的点象分析

1.前言在照相镜头性能测定方面,广泛地采用着鉴别率、象差、OTF等方法。另外依靠成象基础的点象进行测定也早已被采用。前三者各有其特点,是有效的测定方法。但是,尽管如此,还是有不足之处,点象分析却提供了弥补这一不足的有效手段。     

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。     

部分相干光场结构信息经有象差光学系统传递的机理

本文讨论了部分相干光场经光学系统成象之后在象面上的自由度;利用成象系统积分方程和照明系统积分方程两步积分方程的共同作用,解释了部分相干光场自由度经光学系统传递的机理;同时得到光学系统象差不影响自由度的结论.     

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。     

计算光学传递函数的一个新方法

从基尔霍夫衍射积分出发,导出计算OTF的新公式。在数值方法上采取一系列措施以提高精度和减少计算量。     

硬X射线位相衬度成象

常规X射线成象技术是建立在吸收衬度和几何光学基础上.介绍了“in-line”位相衬度成象 技术和成象理论.以生物样品为例,说明常规X射线吸收衬底成象与位相衬度成象的差别,并 对X射线源尺寸对成象衬度的影响进行了研究.此外,对吸收衬底象和位相衬度象的关键参量 进行了计算模拟和讨论. 关键词： 位相衬度 成象 硬X射线     

利用周期白光线源的光学图象相减

光学图象相减是信号综合的一个重要分支,目的在于获得图象之间的差别信息,它可以应用于地球资源探测、医学、气象学、自动监视、图象识别、城市发展研究等领域,也可用于编码孔成象与OTF综合等技术。D.Gabor等第一次提出用复振幅对光学象进行综合——加或减。J.F.Ebersole对这一领域的实验方法作了较全面的评述,在此以后又有若干进展。     

部分相干成像的光学传递函数

本文给出在准单色光照明下,部分相干和非相干成像光学传递函数新的计算方法。从基尔霍夫衍射积分出发,引进准波前像差,并在菲涅尔近似下给出点像振幅分布,对照明光源不作匹配限制,计算公式简明,准相干度（ 不同于传统的相干度） 容易计算。利用分片多项式插值计算准波前像差,从而可实现变形成像ＯＴＦ 的计算     

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.     

改进傅里叶变换轮廓术的测量算法研究

提出一种适用于更普遍情况的计算方法.推导了投影装置与成像装置双瞳不等高且双轴不共面时的条纹获取公式.推导出新的相位获取公式以及相位高度映射公式.使得系统可以在双瞳连线不平行参考面,且双光轴也不共面时进行正确的三维测量.与传统的傅里叶变换轮廓术(FTP)相比,该算法实验系统的搭建更容易,投影装置和成像装置的摆放位置町以随意移动以方便全场条纹的获取;与改进的傅里叶变换轮廓术(IFTP)相比,只需要对系统测量三个长度量,系统参量的获取更容易和准确,从而误差变小,测量结果更加接近真实.     

衍射受限光学合成孔径成像系统像质评价

简述了光学合成孔径成像系统的原理,合成孔径成像系统在获得高截止频率的同时,降低了系统的中频性能,在空域表现为点扩展函数次峰增加。然后运用两点分辨率和光学传递函数对衍射受限光学合成孔径成像系统的像质评价问题进行了分析,指出了瑞利判据、斯派罗准则和“门限”判据的不足,认为当点扩展函数次峰大于主峰的0．5倍时,合成孔径系统与单孔径系统相比将失去优势。以光学传递函数为标准。分析三孔径合成系统子孔径尺寸、相互间距与等效系统孔径尺寸之间的关系。当子孔径直径不变时,随着其所在圆半径的增大,实际截止频率先增大,然后减小。     

厄米-高斯光束在内含硬边光阑光学系统中的传输

把硬边光阑从复杂光学系统中“移”出来,即把任意一个含有硬边光阑的复杂光学系统体现到含有入射光瞳和出射光瞳的光学系统中，使硬边光阑的作用转化为出射光瞳的作用，以便求出观察面上的解析解。对入射面上的二维厄米 高斯光束，利用柯林斯公式和入射光瞳与出射光瞳的物像关系，可得到所要求观察面的场分布和解析结果，通过数值模拟验证了其正确性。通过分析计算得到如下结论：对于任意一个含有硬边光阑的复杂光学系统，都可以把光阑的作用从系统中“移”出来，把其看作是出射光瞳的作用，从而可以较为简便地求出观察面上的场分布。     

傅里叶变换轮廓术物体三维形貌测量的系统分析及其坐标校准方法

对非共面以及非平行度下的傅里叶变换轮廓术(FTP)物体三维形貌的测最系统进行了分析,采用两个参考平面辅助分析系统光路结构,引入了一个能使双光轴共面的等效虚拟投影出瞳中心.基于光线跟踪原理给出了相位与高度的映射关系,给出了满足平等度的系统参数特性并借助于摄像机坐标系同时获取校准平面的高度以及相应的相位数据,实现了高度和横向坐标的简易校准.实验结果表明了该方法的有效性与可行性.     

傅里叶变换轮廓术中新的相位及高度算法分析

在传统傅里叶变换轮廓术三维面型测量中,为了准确得到被测物体的高度分布,必需保证投影仪出射光瞳和摄像机入射光瞳的连线与参考面平行并且在同一水平面,否则存在较大的误差。着眼于更普通的情况,讨论双瞳连线与参考面成某一夹角时的高度计算,推导出了非平行时的参考面光场及物面变形条纹光场的表达式,并给出了高度映射公式。因而,传统的傅里叶变换轮廓术测量成为角度α=0时的特例。该方法使傅里叶变换轮廓术的测量条件得到了放宽;易于通过移动投影装置或成像装置获取全场条纹;并为在难以实现双瞳与参考面平行的特殊环境下的测量提供了可行的方法。计算机模拟及实验均证实了该方法的有效性。     

倾斜式测量系统的傅里叶变换轮廓术研究

在传统傅里叶变换轮廓术的研究基础上,本文提出了一种倾斜式测量系统的傅里叶变换轮廓术,该技术放宽了传统傅里叶变换轮廓术测量系统的三个约束条件:CCD成像系统的光轴不需要与参考平面垂直,即有一定的倾斜度;投射系统的出瞳和CCD成像系统的入瞳中心之间的连线不需要与参考平面平行;投射系统的光轴和CCD成像系统的光轴不在同一平面内,且不交于参考平面上一点. 并且通过严格的理论分析,推导出高度与相位之间的关系式,与传统傅里叶变换轮廓术相比较,在保证一定的测量精度的前提下,倾斜式测量系统具有更强的实用性和可操作性. 关键词： 傅里叶变换轮廓术 倾斜式 测量系统 相位     

Simulation of a polarization pupil filter using magneto-optic lens under elliptically polarized illumination

An active lens made of magneto-optic glass element and placed before a linear polarizer is shown to simulate the pupil plane amplitude and phase filter due to thickness dependent Faraday rotation variation in radial direction. Changing the applied magnetic flux density can dynamically change the pupil characteristics. The variation of intensity point spread function (IPSF) and optical transfer function (OTF) with magnetic flux density for elliptically polarized input beam is studied.