《光传递函数的测量课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光传递函数的测量课件（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光传递函数的测量（OTF）,目录,测量光学传递函数的目的 用光学传递函数评价光学系统的优点 测量方法 发展现状 未来趋势,测量光学传递函数的目的,光学系统成像质量的评价,一直是应用光学领域中众所瞩目的问题。所谓成像质量,主要是像与物之间在不考虑放大率情况下的强度和色度的空间分布的一致性。 早期的星点法，通过观察点光源的像的强度分布（即对点扩展函数的形状观察）， 来评价光学系统的质量。这种方法虽然直观，但是带有主观性，不能定量评价。 近代光学理论的发展,证明了光学系统可以近似地看作一个线性空不变系统,所以它的成像特性和像质评价则可以用物像之间的频谱之比来表示,这个对比特性就是光学传递函数（OTF
2、）。 光传递函数是一个复函数，它的模为调制传递函数（MTF）,相位部分为相位传递函数（PTF）。,调制度传递函数（Modulation Transfer Function, MTF）用以描述对各种空间频率对比度的传递能力。,所谓相位的移动，是指选定了参考坐标后，实际正弦像的位置不在理想位置上，而是延正弦像伸展方向有了一个位移。 在光学传递函数中，相位传递函数不影响像的清晰度，因而在相差较小的情况下，人们对它的关心不多，一般情况下用的较多的是调制传递函数。,图形、图像，具有颜色和亮度两个重要的参数。限于考虑二维的非相干单色光平面图像，则图像的光强分布就成为描绘、规定该图像的主要参数。一幅单色光图
3、像总是由缓慢变化的背景、粗大的物体和急剧变化的边缘、局部细节构成。傅里叶光学中用空间频率来描述光强空间变化的快慢程度，把图像中缓慢变化的成分看作图像的“低频”，而把急剧变化的成分看作图像的“高频”，单位是“1/毫米”，即每毫米中光强变化的周期数。（对比度表示明暗差异程度，空间频率表示细节清晰程度）,用光学传递函数评价光学系统的优点,光传递函数既与光学系统的像差有关,又与系统的衍射效果有关,并且以一个函数的形式定量地表示星点所提供的大量像质信息,同时也包括了鉴别率所表示的像质信息。 用OTF评价光学系统时，其可靠性仅仅依赖于光学系统对线性叠加和空间不变性的满足程度 OTF与物体的实际形式无关 可
4、以用不同方位的一维光学传递函数来分析处理二维光学系统，简化二维处理方法。 光学传递函数可由设计参数直接算出，也可对实际光学系统进行测量，方便成像系统的设计和检验,测量方法,测量方法-对比法,测量方法-对比法,测量方法-扫描法,扫描法是目前使用最多的方法，因为其原理简单，测量方便，主要分为点光源测量法，狭缝测量法，刀口测量法，但都只能测量MTF。 1.点光源测量法,测量方法-扫描法,2.狭缝测量法,测量方法-扫描法,测量方法-扫描法,点光源测量法光路图,测量方法-扫描法,测量过程（星点像线扩散函数调制传递函数）,左图是CCD拍摄到的星点像的数字图像 中图是由星点图像计算出的线扩散函数曲线 右图是
5、最终计算得到的调制传递函数曲线,测量方法-扫描法,3.刀口测量法,测量方法-全息干涉法,测量方法-全息干涉法,测量方法-全息干涉法,测量方法-四步相移法,测量方法-四步相移法,测量方法-功率谱法,测量方法-功率谱法,发展现状,德国TRIOPTIC公司生产的MTF test station由目标发生器，光学导轨，离轴抛物面镜（平行光管），折光镜，标准镜，图像采集工作台，旋转臂，去准直镜，探测器，信号处理器，运动和控制机构，操作测量软件和计算机组成。其测量精度达到0.02，重复性为0.01，空间频率范围为01000 线对/mm, 频谱范围为3501100nm。 浙江大学的林逸群等人在90年代初设计
6、了一种OTF测试仪。该仪器以星孔为目标物，经计算机控制的刀口切割由被测物镜所形成的星点像而获得刃边扩展函数（ESF）,通过计算机对其进行微分得到一维LSF,再对LSF进行离散傅里叶变换而获得表征被测物镜成像质量的MTF和PTF。该仪器在0300 线对/mm范围内的测试精度小于0.02和重复性小于0.01。 2008年，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的金辉，张晓辉等人实现了刀口边缘扫描测量红外光学系统MTF方法，波长范围812m，衍射极限为1459lp/mm。,未来趋势,目前研制OTF/MTF仪器的理论基础已经相当成熟了,主要的设计重点都放在了如何更好的与日益发展的计算机技术的结合,并结合不断发展的光电转换传感器件和图像采集器件,以及相应的图像处理技术使得测量的图像数据更完整地被处理分析，更准确迅速地显示出来，以及如何使装置更加精巧，测量范围更加广泛，达到更高的精度。,
