当前位置:文档之家› 信息光学PPT课件

信息光学PPT课件

前一种方法要有准确的正弦透过率光栅,制备较麻烦,如 果用矩形光栅代替正弦光栅就容易一些。这时如同前一种方法 得到线扩散函数和矩形光栅的卷积,利用电学方法作付里叶变 换求出基频或某一级高频的谱,然后与物的谱作比对,求出光 学传递函数。
如果用亮狭缝或一个亮线通过光学系统成像,取直线像的长度 方向yi,则沿xi方向的光强分布L(xi)就叫做线扩散函数。
线扩散函数是由点扩散函数叠加而成的。
设系统输入一个线脉冲,如一个平行于yo轴的线光源
U o(xo,yo)(xo)
线性空不变系统的线扩散函数为
L(xi ) (xi非相干照明下,平行于yo轴的狭缝光源的像面上产生的线响应 称线扩散函数。 与光学传递函数关系
L Ix i F 1 H (,0 )
是OTF沿轴的一维分布的傅里叶变换。
非相干边缘扩散函数可以由非 相干线扩散函数的积分给出
EIxi
L xi
I
d
特性:与相干情况在形式上类似, 但有重要的区别。LI总是大于0。由 于OTF与孔径形状有关,因此EI也 和孔径有关。
线扩散函数
L x i F 1 { P ( d i ,0 ) } F 1 re D d c i t D d isc i D n d ii x(3.3.18)
在物面上放置一刀口或直边,像
面上得到的相干边缘扩散函数
Exi
xi Ld
将(3.3.18)代入
Exix i D di sicnD di d
几何光学传递函数计算适用于大像差光学系统,即波像差 大于两个波长( )点列图分布尺寸大于理想衍射斑10~20倍情 况。几何光学传递函数一般采用点列图法,这时也要把光瞳分 成均匀分布的点阵列,追迹每一点阵列的光线,求出这些光线 交在像面上的交点位置。这样计算得的点列图的点的分布密度 作为像点的亮度分布,也即点列图当作点扩散函数,再作付里 叶变换求得几何光学传递函数。
非相干成像方法是比较合乎实际使用条件的检测方法 ,可以直接用白光照明,直接得到白光的传递函数。这些 方法的基本思想是通过已知空间分布物体的像的分析测试 求得光学传递函数,这里还可分下列几种类型:
1﹑光学付里叶分析法
利用星点或狭缝作为物体,经被测系统成像获得点扩散函 数或线扩散函数,在这个像面用已知的正弦光强分布光栅扫描 的同时测定透过的光能量,得到线扩散函数和已知光栅光强分 布的卷积,从输出的振幅衰减和位相移动求得调制传递函数MTF 和位相传递函数PTF。 2﹑光电付里叶分析法
,
二﹑光学传递函数的测定
对给定的实际镜头测定其光学传递函数大体上也有两 种不同方法。一种是干涉方法,另一种是非相干成像方法 。
干涉方法是利用干涉仪测定出波面像差,从波面像差 确定光瞳函数,知道光瞳函数可以用自相关积分或两次付 里叶变换运算都能求得光学传递函数。这种方法灵敏度高 ,适于小像差系统的检验,但干涉法一般只能用单色光,不 能测得白光的传递函数,并且干涉条纹反映不出杂光的影 响,故杂光对光学传递函数的影响也被忽略了,这些是干 涉法的缺点。
函数沿方向的逆变换
L xiF 1 {H ,0}
在衍射受限系统中相干传递函数可以用孔经函数表达
L xi F 1 { P ( d i ,0 )}
无论孔径形状如何,在一个方向的截面总是一个矩形。因此 L(xi)将 呈sinc函数变化。
对直径为D的圆形光瞳,垂直于孔经的任意截面都是矩形函数即
P(di,0)rec tD di
()hxi , dd
h(xi , )d
线扩散系数仅与xi有关,它等于点扩散系数沿yi方向的线积分。
用一与狭缝方向平行的刀片放置在像平面上。开始时刀片完
全档住狭缝像,逐渐沿xi方向移动刀片,刀片后的探测器接收到的 光信号与刀片位置关系可用图上的阴影变化表示。光通量随xi的变 化称边缘扩散函数E(xi)。与线扩散函数关系为
Exi
xi Ld

Lxi
dExi
dxi
边缘扩散函数的另一种表述
系统输入一阶跃函数,如直边或刀口形成的光分布。系统 的输出叫阶跃响应或边缘扩散函数。
E(xi ) step(xi )h(xi, yi)
h(,)step(xi )dd
h(,
)dstep(xi
)d
L
step(xi
)d
xi Ld
L(xi) h(xi,)d
1. 相干线扩散函数和边缘扩散函数
相干照明下,狭缝在像面上产生的复振幅分布就是相干线扩 散函数。由
F { L x i} F { - h (x i, )d} H ,0
可以得到一个方向的传递函数。对于h不是圆对称时还要对各 个方向进行测量和计算。
平行于yo轴的狭缝在像面上产生的相干线扩散函数为相干传递
光学传递函数求法
光学传递函数的求法分两大类 1.光学传递函数的计算
给定镜头参数数据通过计算得到光学传递函数。
2.光学传递函数的测定 给定镜头实物测定出光学传递函数。
一﹑光学传递函数的计算
光学传递函数的计算可分为两种方法, 波动光学传递函数,这时要考虑到光瞳边缘的衍射作用; 几何光学传递函数,这时不考虑光瞳边缘的衍射作用。
3.3.2相干线扩散函数和边缘扩散函数
传递函数测量方法
a. 测量系统的点扩散函数,再通过傅里叶变换得到传递函数。 b. 输入大量不同本征函数到系统,并确定每个本征函数
所受到的衰减和相移。 c. 由线扩散函数确定传递函数
1.线扩散函数与边缘扩散函数的概念
在相干光照明时,一个点物在像面上造成的强度分布即为点 扩散函数h(xi,yi)。位于轴上的物点产生的像是圆对称的。通过一 条过中心的狭缝观察像斑,得到强度分布曲线h(xi)作为沿xi的点 扩散函数。
波动光学传递函数适用于小像差系统的传递函数计算。 这时把光瞳分成均匀分布的网格点阵列,根据光线追迹数据 算出光程差,从而得到波像差函数以及光瞳函数。知道波像 差函数后有两种办法可求得光学传递函数,一种是自相关积 分法,另一种是两次付里叶变换法。两次付里叶变换法是从 光瞳函数求付里叶变换,得振幅点扩散函数,把振幅点扩散 函数取平方求得光强点扩散函数,然后光强点扩散函数再作 付里叶变换求得光学传递函数。
相关主题