工程光学物矩形窗函数的频谱公式,频谱矩形窗函数的频谱公式和像矩形窗函数的频谱公式之间有什么关系

扫二维码下载作业帮
拍照搜题,秒出答案,一键查看所有搜题记录
下载作业帮安装包
扫二维码下载作业帮
拍照搜题,秒出答案,一键查看所有搜题记录
《工程光学》几个重要的问题1.在球差、彗差、像散、像面弯曲、畸变、位置色差、倍率色差中,对于轴上点成像产生圆形弥散斑的有几种?(分别是哪几种)2.以下几种初级像差中,当视场很小时就要考虑的是A.畸变 B.彗差 C.像散 D.场曲3.在七种初级像差(球差、彗差、场曲、像散、畸变、位置色差、倍率色差)中,宽光束像差有几种?(分别是哪几种)4.什么是光学传递函数?5.光学系统的像差公差是什么?马上就考《工程光学》了,有些还不清楚
作业帮用户
扫二维码下载作业帮
拍照搜题,秒出答案,一键查看所有搜题记录
1 球差2 慧差 像散3 球差 慧差 像散4 MTF,喜闻乐见的说法就是观察不同大小物体时的对比度5 就是在像差允许范围内的镜片加工、装配误差
为您推荐:
其他类似问题
这个是我以前学的应用光学,考了94,看着熟悉却想不起来了。其实你在这里发帖还不如去找同学要分总结。
扫描下载二维码光纤光谱仪购买咨询电话
产品分类   Product
热门产品   Hot
搜索   Search
你的位置: >
光电式焦距/传递函数测量实验
产品供应商:广州誉立电子科技有限公司
产品价格:- 元    市场价:-元
产品描述:
      【 RLE-ME02 】 产 品 说 明 RLE-ME02 光电式焦距/传递函数测量实验 实验简介: 焦距是光学系统的基本参数,工程上焦距测量普遍...
【RLE-ME02】
&&&产 品 说 明
RLE-ME02&光电式焦距/传递函数测量实验
实验简介:
&& 焦距是光学系统的基本参数,工程上焦距测量普遍使用光电法进行测量。RealLightTM设计开发的焦距测量仪测试方法与工程相同,开放式系统便于知识点讲授与学生实验操作。光学系统像质评价工程上主要采用分辨率直读法和调制传递函数(MTF)测量法。分辨率直读法测量多用于大像差系统,实验简便直观;MTF测量法适用于高分辨率的光学系统。本产品适合于光电专业本科生教学实验,高职院校实训设备,亦可作为工厂生产检测设备使用。
实验内容:
1、正透镜焦距测量;
2、负透镜焦距测量;
3、分辨率板直读法测量光学系统分辨率实验;
4、基于线扩散函数测量光学系统MTF值实验。
主要设备参数:
1. 焦距测量范围:&5mm~&150mm。
2. 系统测试精度:&2% 。
3. 平行光管组件:
光源:白光LED,P>1W,亮度连续可调;
平行光管:D/F=1:8,L=550mm,&P50mm,f=400mm;
线目标物:线宽度30/75&m ,精度1&m。
4. 机械组件:
精密光学导轨:L&W=1200mm&90mm,配套滑块、一维平
移滑块、调节支座、支杆;
自定心透镜架:Ф6mm~Ф40mm,稳定性<2&。
5. 光学组件:
分辨率测量目标板:美军标USAF 1951标准图案,分辨率
1~228C/mm,精度1&m ;
待测透镜:Ф25.4mm,f=-50mm~100mm,随系统配送3块。
6. 探测器组件:
数字CMOS相机:130万像素,像素大小5.2&m &5.2&m ,
USB2.0,A/D:10bit。
7. 软件组件:
图像采集图像计算模块,焦距测量模块,传递函数测量模块,
USB2.0软件锁。
8. 讲义及快速安装指南。
选配设备参数:
1、仪器设备防尘罩:
外形尺寸:1400mm&360mm&300mm;观察窗材料:亚克力透明挡板。
2、计算机(基本配置)。
SEO技术: 建站技术:工程光学 第4版__目录
目录新版网络支持功能介绍第4版前言第3版前言第2版前言第1版前言上篇几何光学与光学设计第一章几何光学基本定律与成像概念1第一节几何光学的基本定律和原理1一、光波与光线1二、几何光学的基本定律2三、费马原理5四、马吕斯定律6第二节成像的基本概念与完善成像条件6一、光学系统与成像概念6二、完善成像条件6三、物、像的虚实7第三节光路计算与近轴光学系统7一、基本概念与符号规则7二、实际光线的光路计算8三、近轴光线的光路计算9第四节球面光学成像系统10一、单个折射面成像10二、球面反射镜成像11三、共轴球面系统12习题14第二章理想光学系统16第一节理想光学系统与共线成像理论16第二节理想光学系统的基点与基面18一、无限远的轴上物点对应的像点F′18二、无限远轴上像点对应的物点F19三、物方主平面与像方主平面间的关系,理想光学系统的基点和基面19四、实际光学系统的基点位置和焦距的计算20第三节理想光学系统的物像关系21一、图解法求像21二、解析法求像22三、由多个光组组成的理想光学系统的成像24四、理想光学系统两焦距之间的关系25第四节理想光学系统的放大率26一、轴向放大率26二、角放大率27三、光学系统的节点27四、用平行光管测定焦距的依据28第五节理想光学系统的组合28一、两个光组组合分析29二、多光组组合计算31三、举例32第六节透镜35习题37第三章平面与平面系统39第一节平面镜成像39一、平面镜成像原理39二、平面镜旋转特性40三、双平面镜成像40第二节平行平板41一、平行平板的成像特性42二、平行平板的等效光学系统42第三节反射棱镜43一、反射棱镜的类型43二、棱镜系统的成像方向判断47三、反射棱镜的等效作用与展开48第四节折射棱镜与光楔50一、折射棱镜的偏向角50二、光楔及其应用52三、棱镜色散52第五节光学材料53一、透射材料的光学特性53二、反射光学材料的光学特性56习题56Ⅹ工程光学第4版目录Ⅺ第四章光学系统中的光阑与光束限制59第一节光阑59一、孔径光阑59二、视场光阑62第二节照相系统中的光阑62第三节望远镜系统中成像光束的选择64第四节显微镜系统中的光束限制与分析66一、简单显微镜系统中的光束限制66二、远心光路67三、场镜的应用67第五节光学系统的景深68一、光学系统的空间像68二、光学系统的景深69第六节数码照相机镜头的景深73习题74第五章光度学和色度学基础77第一节辐射量和光学量及其单位77一、辐射量77二、光学量78三、光学量和辐射量间的关系79第二节光传播过程中光学量的变化规律80一、点光源在与之距离为r处的表面上形成的照度80二、面光源在与之距离为r处的表面上形成的照度81三、单一介质元光管内光亮度的传递81四、光束经界面反射和折射后的亮度81五、余弦辐射体83第三节成像系统像面的光照度84一、轴上像点的光照度84二、轴外像点的光照度84三、光通过光学系统时的能量损失85四、光学系统的总透射比87第四节颜色的分类及颜色的表观特征87一、颜色及其分类87二、颜色的表观特征87第五节颜色混合及格拉斯曼颜色混合定律88一、颜色混合88二、格拉斯曼颜色混合定律88第六节颜色匹配89一、颜色匹配和颜色匹配实验89二、颜色方程式90三、颜色匹配实验的结论90第七节色度学中的几个概念90一、颜色刺激90二、三原色90三、三刺激值90四、光谱三刺激值或颜色匹配函数91五、色品坐标及色品图91六、色度学中常用的光度学概念91第八节颜色相加原理及光源色和物体色的三刺激值93一、颜色相加原理93二、光源色和物体色的三刺激值93第九节CIE标准色度学系统94一、 CIE1931标准色度学系统94二、 CIE1964补充标准色度学系统100三、 CIE标准照明体和标准光源101四、 CIE关于照明和观察条件的规定102五、 CIE色度学系统表示颜色的方法102第十节均匀颜色空间及色差公式103一、(x,y,Y)颜色空间是非均匀颜色空间103二、均匀颜色空间及相应的色差公式104第十一节颜色测量105一、颜色测量原理105二、颜色测量方法分类106三、颜色测量方法106习题107第六章光线的光路计算及像差理论108第一节概述108一、基本概念108二、像差计算的谱线选择109第二节光线的光路计算109一、子午面内的光线光路计算110二、沿轴外点主光线细光束的光路计算112三、计算举例113第三节轴上点的球差114一、球差的定义和表示方法114二、球差的校正116第四节正弦差和彗差118一、正弦差118二、彗差120第五节场曲和像散121一、场曲与轴外球差121二、像散123第六节畸变124第七节色差126一、位置色差、色球差和二级光谱126二、倍率色差128第八节像差特征曲线与分析129一、像差特征曲线129二、像差特征曲线分析130第九节波像差132习题134第七章典型光学系统137第一节眼睛及其光学系统137一、眼睛的结构――成像光学系统137二、眼睛的调节及校正137三、眼睛――辐射接收器139四、眼睛的分辨率139五、眼睛的对准精度140六、眼睛的景深140七、双目立体视觉141第二节放大镜142一、视觉放大率142二、光束限制和线视场143第三节显微镜系统144一、显微镜的视觉放大率144二、显微镜的线视场145三、显微镜的出瞳直径145四、显微镜的分辨率和有效放大率145五、显微镜的景深146六、显微镜的照明方法147七、显微镜的物镜149第四节望远镜系统149一、望远系统的分辨率及工作放大率150二、望远镜的视场151第五节目镜152第六节摄影系统155一、摄影物镜的光学特性155二、摄影物镜的景深157三、摄影物镜的类型157四、数码相机(digital camera)159第七节投影系统160一、基本参数160二、投影物镜的结构型式161三、照明系统162四、基于DMD的投影光学系统162五、DMD空间光调制器163第八节变焦距光学系统164一、变焦距光学系统的原理164二、变焦距系统的变焦方程166三、机械补偿变焦系统169第九节光学系统的外形尺寸计算171一、转像系统和场镜171二、带有对称透镜转像系统的望远镜172习题175第八章现代光学系统179第一节激光光学系统179一、高斯光束的特性179二、高斯光束的传播179三、高斯光束的透镜变换181四、高斯光束的聚焦和准直183五、高斯光束的整形184六、LD光束特性及其整形186第二节傅里叶(Fourier)变换光学系统187一、相干光学处理系统187二、傅里叶变换物镜的光学设计要求及结构型式188第三节扫描光学系统189一、扫描方程式190二、常用光学扫描形式190三、扫描物镜――fθ物镜191第四节光纤光学系统193一、阶跃型光纤的基本原理193二、梯度折射率光纤194三、光纤束的传光、传像特性197四、光纤光学系统200五、光纤面板与光锥201第五节红外光学系统201一、红外光学材料202二、红外光学系统的结构型式204三、红外光学系统的冷阑与冷阑效率206四、红外光学系统的无热化设计206第六节特殊面型及特殊结构光学系统207一、自由曲面光学系统207二、折/衍混合成像光学系统209三、离轴反射式光学系统210四、微透镜及微透镜阵列211五、共形光学系统211六、自适应光学系统212习题213Ⅻ第九章光学系统的像质评价214第一节瑞利判断与波前图214一、瑞利判断(Rayleigh Judgement)214二、波前图(Wavefront Map)215第二节中心点亮度与能量包容图215一、中心点亮度(Brightnessof Center Disk)215二、能量包容图(EncircledEnergy)215第三节分辨率与点扩散函数216一、分辨率(Resolving Power)216二、点扩散函数(Point SpreadFunction)218第四节星点检测法与点列图218一、星点检测法(Star Test)218二、点列图(Spot Diagram)219第五节光学传递函数评价成像质量220一、利用MTF曲线来评价成像质量221二、利用MTF曲线的积分值来评价成像质量221第六节其他像质评价方法222一、方均根(RootMeanSquare,RMS)统计评价222二、光程差曲线与光线差曲线223三、照度分析与光谱分析224四、杂散光分析225第七节光学系统的像差公差226一、望远物镜和显微物镜的像差公差226二、望远目镜和显微目镜的像差公差227三、照相物镜的像差公差228习题228第十章光学设计229第一节PW形式的初级像差系数229一、 PW的定义及PW形式的初级像差系数229二、薄透镜系统初级像差的PW表示式231第二节薄透镜系统的基本像差参量231一、对像差参量P、W进行规化232二、对物体位置进行规化232三、规化色差系数C1233四、用规化像差参量P、W表示的初级像差系数234第三节双胶合薄透镜组的基本像差参量与结构参数的关系234一、双胶合薄透镜组的独立结构参数234二、基本像差参量P∞、W∞和C1与结构参数的关系235三、P∞、W∞与玻璃材料的关系236四、求解双胶合薄透镜组结构参数的步骤237第四节单薄透镜的P∞、W∞和C1与结构参数的关系238第五节用PW方法求解初始结构参数实例239一、双胶合物镜的初始结构设计239二、双分离物镜的初始结构设计244第六节光学系统的像差校正方法246一、系统中各光组(以至各面)的像差分布合理,尽量减小高级像差247二、系统的像差具有合理的匹配247三、改变单个面的曲率半径247四、整体弯曲247五、利用特殊位置的透镜或透镜组的像差特性247六、利用对称型结构的像差特性,成对地修改结构参数248七、增加胶合面,校正色差或单色像差248八、更换玻璃,校正色差或单色像差248九、加入无光焦度校正板248十、移动光阑至合适的位置248十一、通过拦光,改善轴外点成像质量248十二、加入非球面248第七节光学系统的优化设计248一、概述248二、光学镜头设计中常用优化方法的数学原理250三、阻尼因子p、权因子μj和评价函数251四、边界条件253五、小结254第八节-5×显微物镜的优化设计实例254一、方法1254二、方法2255第九节激光扫描物镜优化设计实例259一、设计要求259二、优化设计过程与结果259第十节三片数码相机物镜优化设计实例266一、三片数码相机物镜的光学特性和像质要求266二、初始结构266三、加厚镜片的过程268四、优化269第十一节双高斯物镜优化设计实例275一、设计背景概述275二、双高斯物镜的初始结构276三、优化277第十二节非球面镜头优化设计实例285一、概述285二、非球面激光聚焦物镜优化设计实例288三、孔径角U′=61°、后工作距l′≥20mm的非球面聚光镜的优化设计292习题297上篇习题部分参考答案299上篇主要参考文献303下篇物理光学第十一章光的电磁理论基础305第一节光的电磁波性质305一、电磁场的波动性305二、平面电磁波及其性质308三、球面波和柱面波311四、光波的辐射和辐射能312第二节光在电介质界面上的反射和折射314一、电磁场的连续条件314二、光在两电介质分界面上的反射定律和折射定律315三、菲涅耳公式316四、反射和折射时的振幅关系318五、相位变化319六、反射比和透射比320七、反射和折射时的偏振特性321八、全反射323第三节光在金属表面的反射和透射327一、金属中的光波327二、金属表面的反射328第四节光的吸收、色散和散射330一、光的吸收330二、光的色散332三、光的散射335第五节光波的叠加337一、波的叠加原理337二、两个频率相同、振动方向相同的单色光波的叠加338三、驻波340四、两个频率相同、振动方向互相垂直的单色光波的叠加341五、两个不同频率的单色光波的叠加343第六节光波的傅里叶分析343一、非简谐周期波的傅里叶级数表示346二、非周期波的傅里叶积分表示348三、实际光源发出的光波的分析349习题351第十二章光的干涉和干涉系统354第一节光波干涉的条件354第二节杨氏干涉实验356一、杨氏干涉条纹的分析356二、两个单色相干点源在空间形成的干涉场358第三节干涉条纹的可见度358一、干涉条纹可见度的定义359二、影响条纹可见度的因素359第四节平板的双光束干涉363一、干涉条纹的定域363二、平行平板产生的等倾干涉363三、楔形平板产生的等厚干涉366四、斐索干涉仪和迈克耳逊干涉仪367第五节平行平板的多光束干涉及其应用371一、平行平板的多光束干涉371二、法布里珀罗干涉仪373三、光学薄膜与干涉滤光片376第六节现代干涉技术和干涉系统381一、外差干涉和泰曼格林系统382二、剪切干涉和马赫曾德系统383三、傅里叶变换光谱仪385四、用于制作光学元件的干涉系统386习题387第十三章光的衍射391第一节光波衍射的基本理论391一、光的衍射现象391二、惠更斯菲涅耳原理392三、菲涅耳基尔霍夫衍射公式393四、巴比涅原理394五、基尔霍夫衍射公式的近似395第二节菲涅耳衍射397一、菲涅耳波带法397二、菲涅耳圆孔衍射399三、菲涅耳圆屏衍射399四、菲涅耳波带片(菲涅耳透镜)399五、泰伯(Talbot)效应402第三节典型孔径的夫琅和费衍射403一、夫琅和费衍射公式的意义404二、矩孔衍射405三、单缝衍射407四、圆孔的夫琅和费衍射408第四节光学成像系统的衍射和分辨本领410一、成像系统的衍射现象410二、在像面观察的夫琅和费衍射411三、光学成像系统的分辨率412第五节多缝的夫琅和费衍射414一、多缝衍射的强度分布公式414二、多缝衍射图样的特征415第六节衍射光栅416一、光栅的分光性能417二、正弦(振幅)光栅419三、闪耀光栅421四、阶梯光栅422五、体光栅423第七节二元光学元件425一、二元光学概述425二、二元光学元件的结构、特性与制造425三、二元光学元件应用举例429习题431第十四章傅里叶光学435第一节平面波的复振幅分布和空间频率435一、光场中任一平面上的复振幅分布435二、复振幅分布的空间频率及物理意义436第二节复杂复振幅分布及其分解437一、单色波场中复杂的复振幅分布437二、复杂复振幅分布的分解439第三节光波衍射的傅里叶分析方法439一、夫琅和费衍射与傅里叶变换的关系440二、夫琅和费衍射图样的特点441三、夫琅和费衍射的傅里叶变换处理实例442四、菲涅耳衍射的傅里叶变换处理447第四节透镜的傅里叶变换性质和成像性质447一、透镜的透射函数448二、透镜的傅里叶变换性质448三、透镜的成像性质450第五节相干成像系统分析及相干传递函数451一、成像系统的普遍模型452二、成像系统的线性和空间不变性452三、扩展物体的成像453四、相干传递函数(CTF)453第六节非相干成像系统分析及光学传递函数456一、非相干系统的成像456二、光学传递函数(OTF)457三、 OTF与CTF的关系458四、衍射受限系统的OTF459第七节阿贝成像理论与波特实验461一、阿贝成像理论461二、波特实验463第八节光学信息处理465一、相干光学信息处理466二、非相干光学处理470三、白光信息处理472第九节全息术473一、全息术的原理473二、基元全息图475三、全息术的特点477四、全息术的应用478习题481第十五章光的偏振和晶体光学基础484第一节偏振光概述484一、偏振光和自然光484二、产生线偏振光的方法484三、马吕斯定律和消光比486四、径向偏振光486第二节光在晶体中的传播488一、晶体的双折射现象488二、晶体的各向异性和介电张量489三、单色平面波在晶体中的传播490第三节晶体光学性质的几何表示493一、折射率椭球493二、法线面、光线面和波矢面494三、单轴晶体光学性质的几何表示496第四节光波在晶体表面的折射和反射499一、光在晶体表面的折射定律和反射定律499二、光在单轴晶体中传播方向的确定499第五节晶体偏振器件504一、偏振棱镜504二、波片506三、补偿器507四、退偏器508第六节偏振的矩阵表示509一、偏振光的琼斯矢量表示509二、正交偏振511三、偏振器件的琼斯矩阵表示511第七节偏振光的变换和测定514一、偏振光的变换514二、偏振光的测定515第八节偏振光的干涉517一、平行偏振光的干涉518二、会聚偏振光的干涉521三、偏光干涉仪522第九节磁光、电光和声光效应524一、旋光现象和磁致旋光效应525二、电光效应529三、声光效应535第十节液晶538一、液晶的光学各向异性性质538二、液晶的电光效应540三、液晶的应用542习题544第十六章导波光学基础548第一节光在平板波导中的传播548一、平板光波导的射线理论548二、平板光波导的波动理论551三、耦合模理论553第二节光在光纤中的传播555一、光纤的结构特性555二、阶跃光纤的射线理论556三、阶跃光纤的模式理论558四、光纤的传输损耗与色散560第三节导波光学的应用561一、导波光学的典型器件与应用561二、光纤的应用562习题564第十七章光子学基础565第一节光的量子性565一、光电效应与爱因斯坦光子学说565二、光的波粒二象性567第二节光谐振腔的辐射模567一、谐振腔及其特性567二、腔模568第三节光子的特性570一、光子的能量570二、光子的定位570三、光子的动量571四、光子的偏振571五、光子的自旋572第四节光子流572一、光子简并度572二、平均光子通量573三、光子通量的随机性574四、光子数的统计分布574第五节光的量子态576一、光的量子态及其描述576二、相干态光578三、压缩态光578第六节应用举例580一、量子保密通信580二、光子晶体激光器和光子晶体滤波器581三、光子学的应用前景582习题583下篇附录584附录A矢量分析及场论的主要公式584附录B二维傅里叶变换关系及其基本定理585附录C几个常用函数的定义及傅里叶变换586附录D卷积和相关588附录Eδ函数589附录F贝塞尔函数592附录G矩阵594下篇习题部分参考答案597下篇主要参考文献603
【按 Ctrl+p 打印本页】【】更多相关文档光强分布图
(9) 同时界面上还会显示灰度统计图,且相应方向的MTF值在界面右侧显示。如图8-8所示。
图8-8 直方图及透镜传递函数
(10) 移动朗奇光栅,将另一个空间频率的条纹单元移入图像采集软件界面视野,所示重复上述过程,得出第二个空间频率下的MTF值。照此类推,从低到高,目标物板上共有4种空间频率条纹单元,分别为10线对/mm,25线对/mm,50线对/mm,80线对/mm,一共得到4个MTF值。如此可做出该透镜的近似MTF曲线。 (11) 更换其他颜色的LED光源,重复上述过程,得出第二个颜色的MTF曲线。本实验共提供三种波长颜色的LED光源。
实验9 基于线扩散函数测量光学系统MTF值实验 引言 光学传递函数(Optical transfer function, OTF)表征光学系统对不同空间频率的目标的传递性能,广泛用于对系统成像质量的评价。 实验目的
了解衍射受限的基本概念,了解线扩散函数在光学传递函数中的基本原理和应用,了解快速傅里叶变换在计算测量时的应用。对光学镜头及其参数对传递函数的影响,了解传递函数评估的基本原理。 基本原理
(1) 光学传递函数的基本理论 傅里叶光学证明了光学成像过程可以近似作为线形空间中的不变系统来处理,从而可以在频域中讨论光学系统的响应特性。任何二维物体?o (x, y)都可以分解成一系列x方向和y方向的不同空间频率(?x ,?y)简谐函数(物理上表示正弦光栅)的线性叠加: ???o(x,y)???????Ψ(?ox,?y)expi2?(?xx??yy)d?xd?y,??(1)式中?o(?x ,?y)为?o (x, y)的傅里叶谱,它正是物体所包含的空间频率(?x ,?y)的成分含量,其中低频成分表示缓慢变化的背景和大的物体轮廓,高频成分则表征物体的细节。 当该物体经过光学系统后,各个不同频率的正弦信号发生两个变化:首先是调制度(或反差度)下降,其次是相位发生变化,这一综合过程可表为
Ψi(?x,?y)?H(?x,?y)?Ψo(?x,?y),(2)式中?i(?x ,?y)表示象的傅里叶谱。H(?x ,?y)称为光学传递函数,是一个复函数,它的模为调制度传递函数(modulation transfer function, MTF),相位部分则为相位传递函数(phase transfer function, PTF)。显然,当H=1时,表示象和物完全一致,即成象过程完全保真,象包含了物的全部信息,没有失真,光学系统成完善象。 由于光波在光学系统孔径光栏上的衍射以及象差(包括设计中的余留象差及加工、装调中的误差),信息在传递过程中不可避免要出现失真,总的来讲,空间频率越高,传递性能越差。 对象的傅里叶谱?i(?x ,?y)再作一次逆变换,就得到象的光强分布:
???i(?,?)???Ψi(?x,?y)exp?i2?(?x???y?)?d?xd?y(3) ???? 44
(2) 传递函数测量的基本理论 ① 衍射受限的含义
衍射受限是假设在理想光学系统里,根据物理光学的理论,光作为一种电磁波,由于电磁波通过光学系统中限制光束口径的孔径光阑时发生衍射,在像面上实际得到的是一个具有一定面积的光斑而不能是一理想像点。所以即使是理想光学系统中,其光学传递函数超过一定空间频率以后也等于零。该空间频率称为系统的截止频率,公式如下 2n`sinU`max?l?式中?
(4) ?l为像方截止频率,n`为像方折射率,U`为像方孔径角,λ光线波长
据上诉述,物面上超过截止频率的空间频率是不能被光学系统传递到像面上的。因此我们可以把光学系统看作是一个只能通过较低空间频率的低通滤波器。所以我们可以通过对低于截止频率的频谱进行分析就可以对像质进行评价了。我们把理想光学系统所能达到的传递函数曲线称为该系统传递函数的衍射受限曲线。 因为实际光学系统存在各种像差,其传递函数值在各个频率上均比衍射受限频谱曲线所对应的值低。 ② 传递函数连续测量的原理 当目标物为一狭缝,设狭缝的方向为y轴时,我们可以认为在x轴上它是一个非周期的函数,如图9-1所示。 YX图9-1
它可以分解成无限多个频率间隔的振幅频谱函数.由于它们是空间频率的连续函数.因此对它的传递函数的研究可以得到所测光学系统在一段连续的空间频率的传函分布.其中目标中的几何线(即宽度为无限细的线)成像后均被模糊了,即几何线被展宽了.它的抛面称为线扩散函数.设光学系统的线扩散函数(line spreading function, LSF)为L(x),狭缝函数(即从狭缝输出的光强分布的几何像)为?(x)。根据傅里叶光学的原理,在像面上的光强分布为 L?(x)?L(x)??(x)。
(5) 如果使用面阵探测器,则沿y方向的积分给出L?(x)。上式表明测出的一维光强分布函数为线扩散函数与狭缝函数的卷积。对上式进行傅里叶变换,得到 45
(6) M?(?)?FT?L?(x)??FT?L(x)??FT??(x)??M(?)??式中FT表示傅里叶变换,M(?)为线扩散函数L(x)的傅里叶变换,即一维光学传?(?)为狭缝函数的傅里叶变换。上式表明,L?(x)的傅里叶变换为光学传递函递函数,?数与狭缝函数的几何像的傅里叶变换的乘积。如果已知?(x),通过对上式的修正即可得到光学传递函数。 当狭缝足够细,例如比光学系统的线扩散函数的特征宽度小一个数量级以上,?(x)??(x),就有 L?(x)?L(x),?
(7) ?xM?(?)?M?(?)F)?TL?(??,对L?(x)直接进行快速傅里叶变换处理就得到一维光学传递函数。
评价光学系统成像质量(像质评价)时通常要对一对正交方向的传递函数进行测量。 实验内容 按照图9-2依次将LED光源(将LED匀光器拧上)、狭缝(将缝宽调至约25微米)、辅助透镜(Φ40,f200mm)、待测透镜(Φ40,f80mm)和CMOS摄像机安装到导轨上,调整它们与光源的高度一致。
图9-2 系统光路图 打开CMOS自带软件,操作步骤和实验七相同。调整CMOS摄像机和狭缝位置,使屏幕上可以清晰完整的显示狭缝的像。如图9-3所示。
图9-3 清晰完整的狭缝像
将上述图像存储到本机,之后打开线扩散传函软件,将存储的图像读取,之后点击“显示截图框”键,图像上会出现一个长方形红色选取框,将选取框拉到狭缝像的中46
心,之后点击“保存截图数据”键将选取的区域保存。如图9-4所示。
图9-4 选取线性扩散函数
选取完毕后,点击“线性扩散函数测量MTF”键,即可将线性扩散函数的光强显示出来,之后点击“MTF计算”键,即可在界面右上侧看到MTF曲线图。如图9-5所示。
图9-5 显示线性扩散函数 观察完线性扩散函数图像后,可点击“生成”键,此时界面会显示出一个表格,给出了不同空间频率与其对应的MTF值得关系。如图9-6所示。 47}

我要回帖

更多关于 正弦函数的频谱 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信