用自相关函数法计算光学传递函数.pdf

维普资讯 (7，上 I--I~． 《云光技术》I996 Vo1．28 4 用 自相关函数法计算光学传递函数 罗 敏 、． ． 年弓5Z (云南光学仪器厂设计研免所) 【摘要 】 光学传递函数 。TF能客观、定量地衡量光 学系统的成像质量；是评价光 学 系统的重要指标．拳文给 出一种方法，从 系统的光瞳 函数 出发 ，用 自相 关函数法计算光 学传 递函数．并列举 了--+-~f算 实例 ，对计 算方法加 以验证． 由于光 瞳函数 (即波差)可 方便地 由剪切干涉法得到，表方法对计算和洲量光学传递 函数有特 剐的意义． 一 在解 决像质评 价 问题 时．光 学传 递 函 、 概述 数 (OTF) 的应用是一个重大进展．随着 在光学系统设计完成后．必须制订出 光学传递函数理论的发展及完善，OTF 已 光学系统 的公差 ，以对光学系统成像情况 用于光学设计 ，以 OTF为基础判订光学 进行评价．传统的方法是以瑞利数据为基 公差 ．在检验方面，此法 的优 点是既有与 础 ，从满 足光学 系统 的性能指标为 出发 垦 点检验 同样 的灵敏度 ，又是一种定量 的 点，在像差允许的范屡内确定参数的变化 方法 ，既准确又客观 ，也容 易做到数字化 量 ．这种方法虽然一直在应用 ，但普遍反 和快速测定，所 以传递 函数技术 日益广泛 映公差制订过严，有些 已被实践证明是不 地应用于光学检验 ． 合理 的．另一方面 ．光学 系统 的检验和评 目前 的来说，一 f的计算有两大类 价方法繁多．常见 的有哈德曼检验法 ，阴 方法．第一类从线像强度分布的数学关系 影检验法，朗奇检验法，波差检验法，星 出发 ，对线扩展 函数进行傅里 叶变换 ，或 点检验法 ，分辨率测量法等 ；它们都有各 对点扩展函数进行二维傅里叶变换；第二 自的特 点和局 限性 ．首先上述诸方法所考 类方法是直接求光瞳函数的自相关函数． 察的大都是孤立点的成像性质，对于阐明 基 于 以上两 类方法 ，在设计上 计算 扩展物体的成像情况是不充分的．其次几 OTF也有两种对应的方法，即两次傅 氏变 何像差 的测定相 当繁琐 ，精度也较低．星 换法和 自相关法．两次傅 氏变换法能一次 点检验 虽有很高 的灵敏度，但星点衍射像 得到截止频率范 国内传递函数 的全貌 ．i舀=【 的强度分布不易测定 ，通常只有定性的意 时 ，在计算过 程 中还能得到线扩展 函数 义 。虽然分 辨力是一个综 台的定量 指标 ， (LSF)，由此可看 出光能的分布及弥散 圆 但它不是一个十分确定的物理量，反 映的 大小。对于拦光复杂 的折反射系统 ，由于 只是光学系统能分辨的最高解析力，并不 两次傅 氏变换不需交错光瞳积分域，计算 能反映在 此分辨力 以内系统成像的优劣 ； 方便准确 ，但计 算速度较慢 (栖对 自相关 且其数值受主客观条件的影响很大． 法 1．自相关法则对于计算离散的单个频率