变形成象的光学传递函数

在传统光学传递函数(OTF)计算中,总假设象对物的横向放大率不变。这种变形成象对OTF精度影响很大,但是人们一直没有找到解决此问题的好办法。本文从基尔霍夫衍射积分出发重新推导点象的振幅分布,并以出瞳坐标表示OTF自相关积分,进而利用分片多项式插值解决变形成象OTF的计算问题。同时,对文[4]中按菲涅尔近似给出的OTF公式作出比较。     

应用折-衍射元件校正人眼色差

提出了采用两个折射-衍射元件对人眼系统在14°范围内进行色差校正的光学系统设计方法。基于系统光学性能的评价与单片折射-衍射元件色差校正系统的对比验证了本文提出的色差校正系统的性能。结果表明：两种色差校正系统都可以很好地校正人眼的轴向色差。但是,单片折射一衍射色差校正系统引入了横向色差,其由校正前的14．51μm增加到81．4μm,严重影响了边缘视场处的成像质量。而采用双片折射一衍射元件的色差校正系统可同时对轴向色差和横向色差进行校正,使横向色差降为1．64μm。设计的色差校正系统可有效提高视网膜的成像质量,并可用于视觉仪器。     

基于胶合棱镜的AOTF成像光谱仪横向色差校正

设计声光可调谐滤波器(AOTF)成像光谱仪时,ZEMAX等软件缺乏AOTF光学表面,导致光学设计困难,本文根据波矢量匹配原理,在ZEMAX中建立了基于声光衍射效应的AOTF自定义表面模型,实验表明该模型能够实现AOTF的衍射光精确追迹。在此基础上,针对传统方法校正AOTF横向色差时残差较大的问题,提出了基于胶合棱镜的高精度横向色差校正方法,结合AOTF自定义表面,完成了胶合棱镜的玻璃组合和顶角的自动优化。结果表明,文章提出的自定义表面和胶合棱镜色差校正相结合的方法大大方便了AOTF成像光谱仪的设计,能够将横向色差控制到0.000 3°,比以往方法提高了一个量级,有效抑制了光谱图像的漂移。     

自聚焦透镜列阵的色差测量

本文分析了色差的产生和表示，计算和测量了锂玻璃自聚焦透镜成像系统中的轴向色差与横向色差，讨论了色差对自聚焦透镜列阵成像的影响。     

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。     

自聚焦透镜的色差表示及其测量

光学系统的独立初级色差有三种,即轴向(位置、横向)色差、倍率(垂轴、放大率、纵向)色差和光阑倍率色差。在我们的自聚焦透镜中,光阑就是透镜孔径,所以在不做深入研究的情况下,一般只讨论前两种色差。事实上文献中讲的均是这两种,而且以轴向色差为主。通常说的消色差是指消除轴向色差。     

用特殊眼模型研究人眼像差与色差对视觉的影响

在光轴和视轴不重合的眼球模型中,设计了一种仅消轴向色差(LCA)而保持横向色差(TCA)不变的元件,建立了仅有TCA的眼模型。进而将实测的人眼高阶像差数据沿视轴方向引入眼模型,用以研究色差和高阶像差的相互作用。建立了三款个性化眼球模型,研究了明视觉状态下高阶像差、色差(LCA+TCA)、LCA和TCA对视觉的影响以及它们之间的相互作用。结果表明:对于多数人眼,色差对视觉的影响远大于高阶像差的影响,并且色差的存在进一步抑制了高阶像差的影响。在色差对视觉的影响中,LCA是具有统治地位的因素;对于多数人眼,TCA的影响可以忽略。     

关于OTF比较计算的建议

七十年代初期,随着电子计算机在光学计算上的应用,国内一些单位先后开始了光学传递函数(OTF)的计算工作。OTF的计算工作与国外相比我们起步大约晚十年,经过十多年的努力,我们与国外的差距正在逐步缩小。目前,编制了OTF程序的单位已有二十个左右,至于使用OTF程序的单位就更多了。     

静电聚焦同心球系统的成像电子光学 B章：近轴横向色差与几何横向球差

在A章基础上,进一步研究两电极静电聚焦同心球系统的轴上点电子光学横向像差。研究表明,对于成像电子光学系统,由光阴极发射的电子所形成的图像弥散,其轴上点的图像弥散由近轴横向色差与几何横向球差两部分组成,这证明了在静电聚焦同心球系统中,阴极透镜的二级近轴横向色差即Recknagel-Apцимович公式普遍成立。研究了宽电子束与细电子束之间轴上点横向像差之差异,最后讨论了两电极同心球系统向近贴聚焦系统过渡的特例。     

光学系统、成像与分析

推导了漏光环形透镜的三维(3一D)、2一D和卜D光学传递函数(()TF)公式,给出漏光系数对OTF的影响。模拟计算和分析表明,漏光不改变系统的横向截尾频率,但轴向截尾频率大大增加,由(1一扩)/2变为1/2;高:(遮挡率)系统具有较高的横向成像质量,但轴向信息几乎不能成像;对于高。系统,中心遮挡区的稍稍漏光对横向成像质量几乎没有影响,但轴向成像质量可显著提高;简单的改变漏光系     

复合电磁同心球系统的成像电子光学. C章:近轴方程近似解（英文）

通过复合电磁同心球系统的理想模型,探讨了近轴方程特解的近似表示及其近轴横向像差的求解。导出了复合电磁同心球系统近轴方程两个特解的近似表达式,在此基础上导出了一些特殊类型的近轴横向像差的表达式,如近轴色球差、近轴放大率色差和近轴各向异性色差。结果表明,由两个特解的近似解推导得到的近轴横向像差与使用精确解的结果完全一致,由此证明近似解求解近轴横向像差的方法是可行的。     

大口径可见光到红外波段光学传递函数测试仪的标定

大口径可见光到红外波段OTF测试仪测量功能齐全 ,即可测量照相系统、望远系统的光学传递函数 (OTF) ,并且兼有测量焦距、放大率和光谱透射比等参数的功能。通过用OTF标准镜头进行标定 ,开展OTF国际比对工作 ,为建立OTF计量标准打下基础。该系统测量不确定度为 :可见光至近红外波段 :轴上 0 0 3、轴外 0 0 5 ;红外波段 :轴上0 0 4、轴外 0 0 6。重复性 :0 0 1(RMS)。主要性能指标均达到当前国际先进水平。     

OTF测试系统软件分析

本文介绍了GCA Tropel 2000MK-Ⅱ光学传递函数(OTF)测试系统的计算机软件,着重分析了测试参数的选择与计算、自动调焦和OTF 计算等过程。     

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。     

2000MarkⅡ OTF测试仪

美国Tropel公司2000Mark Ⅱ型OTF测试仪是目前国内引进的新一代的光学传递函数测试仪。该仪器可测频率高达3000lp/mm,可测波长从紫外0.36μ到远红外12μ物镜口径最大达φ203毫米。用该仪器可测定各种光学镜头、CRT象增强器和纤维面板的OTF。本文简单介绍了2000Mark Ⅱ OTF测试仪的基本性能、结构和计算机软件,对该仪器的接收情况也作了一些说明,并列出了用该仪器测试微光镜头的一些结果。     

高斯光束共焦扫描激光显微镜的光学传递函数

考虑光源和探测器有一定大小，并引入光源的高斯分布函数，求出此接近实际的共焦扫描成像系统的光学传递函数(OTF)；运用计算机进行数值模拟并讨论光源针孔和探测针孔的大小对横向、纵向分辨率的影响.所得结果在不影响共焦扫描成像系统三维(3D)成像能力的基础上，可以有效地提高系统的信噪比. 关键词：     

利用数字傅里叶变换方法讨论噪声对测量OTF的影响

测量OTF时所产生的误差,可分为系统误差和随机误差。前者误差是有一定规律的,例如探测器的非线性或扫描狭缝的有限宽度。后者误差是随机性的。例如探测器的噪声引起的,或者在测量中由于系统受振动或干扰引起的。如果我们知道误差产生的原因,则可采取措施,对其进行修正或避免,但对误差进行完全修正或避免实际上是难以实现的。所以为改善测量OTF的精度,重点研究统计误差是很重要的。     

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。     

光电成像系统动像光学传递函数

在论述光电成像系统时间响应特性图像运动的基础上,提出并完善了光电成像系统动像光学传递函数的数理模型,除已导出的匀速运动和简谐振动下的动像LSF和OTF公式外,又导出了匀加速运动下动像LSF和OTF公式以及椭圆、圆周运动下的两维动像PSF和OTF公式,从而可以全面计算、分析光电成像系统的动像传递特性,为更深入研究动态光电成像奠定了理论基础.     

复合电磁同心球系统的成像电子光学.B章:近轴像差

由复合电磁同心球系统的近轴方程两个特解出发,通过展开理想成像位置处图像转角表达式的途径,探讨了复合电磁同心球系统的近轴纵向像差和近轴横向像差。主要贡献是求得了近轴方程的两个特解在理想像面位置处的解析表达式,由此证明决定极限空间分辨率的二级近轴色球差能以Recknagel-Artimovich公式描述。导出了近轴横向像差的表达式,该像差由近轴色球差、近轴放大率色差和近轴各向异性色差等组成。