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一文了解“光學傳遞函數(shù)”與“調制傳遞函數(shù)”

2021-10-21
來源:光電資訊

  今天我們來一起了解一下“光學傳遞函數(shù)”與“調制傳遞函數(shù)”,,同時也看看相關的一些產(chǎn)品。

  光學傳遞函數(shù)(OTF)把空間頻率當作變量,,用來表達像的傳遞函數(shù)和相位的傳遞函數(shù),。

  OTF可以用來描述光學系統(tǒng)像質,,它是認為圖像是由不同頻率的頻譜構成,換句話說,,即物體光強的分布函數(shù)能夠按照傅里葉級數(shù)的形式展開,。

  光學傳遞函數(shù)也可以用一個復合函數(shù)來表示,由幅值MTF(f)和相位PTF(f)兩部分組成,,如下式所示:

  其中MTF(f)是實部,,調制傳遞函數(shù),它表示像的調制度和物的調制度之比,,PTF(f)是虛部,,相位傳遞函數(shù),它表示光學傳遞函數(shù)的相位變化,。在成像系統(tǒng)中,,往往使用調制傳遞函數(shù)描述像質的優(yōu)劣,使用MTF 的限制是成像系統(tǒng)需要是滿足線性以及空間不變性,。

  光學傳遞函數(shù)(OTF)可以按照幅值和相位分別用振幅傳遞函數(shù)(MTF)和相位傳遞函數(shù)(PTF)來表示,。

  MTF,表示在各個頻率分量上目標背景經(jīng)過成像系統(tǒng)后對比度的變化情況,。PTF,描述經(jīng)過成像系統(tǒng)后,,目標背景在各個頻率上相位的移動情況。

  因為我們通常研究的都是線性時不變系統(tǒng),,而PTF 表征的是相對于起始位置的位移變化情況,,當成像系統(tǒng)的入射光線是非相干的,就可以認為MTF 等同與OTF,。

  MTF全稱Modulation Transfer Function,,中文為調制傳遞函數(shù)。MTF是一個物理光學概念,,用來對光學系統(tǒng)性能進行評價的重要指標,。

  MTF 是光學傳遞函數(shù)OTF模值,用來描述成像系統(tǒng)在空間頻率范圍上的響應和分辨率,,所以,,MTF 截止頻率一般由成像系統(tǒng)的真實分辨率來決定。

  使用調制傳遞函數(shù)(MTF)方法來對成像系統(tǒng)進行研究分析,,需要系統(tǒng)是線性時不變的,,并且在非相干光入射的情況下,,系統(tǒng)的映射響應是單值函數(shù)。對這些條件的成像系統(tǒng)就是空間時不變系統(tǒng),。

  除了入射光是非相干光外,,嚴格來講絕大多數(shù)的成像系統(tǒng)是不能夠都復合的,所以通常會把成像系統(tǒng)近似看成是線性時不變的,。

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  MTF測試儀器

  Image science成立于1991年,,一直專注于MTF測試,,根據(jù)用戶需求定制測試系統(tǒng)。我們使用標準模塊搭建高度靈活的測試系統(tǒng),,并預留升級空間,。

  測試參數(shù)包括:

  如以上未包含您所需測試項目,可與我們聯(lián)系,,我們樂意為您定制系統(tǒng)以滿足測試需求,。

  可見光MTF測試系統(tǒng)

  可見光系統(tǒng)通常采用CCD相機以及中繼鏡對鏡頭所成圖像進行評估,可使用以下靶標:

  小孔/狹縫/十字叉絲/刀口/雙狹縫(用于EFL測試)

  其它特點:

  ?選用帶制冷或不帶制冷的CCD

  相機用于實時測試

  ?可選配紫外和近紅外測試模塊

  ?可選配PMT(光電倍增管)掃描模塊

  ?使用光束控制鏡或搖臂進行離軸測試

  紅外MTF測試系統(tǒng)

  紅外系統(tǒng)通常采用MCT點元探測器方案,,探測器使用LN2制冷,,以達到良好信噪比。感應面設置在長水口的頂端,,有利于接受像面,。系統(tǒng)通過快速掃描對像面進行定位和聚焦,大幅提高了測試速度,。

  其它特點:

  ?用100mm長水口接受像面

  ?使用光束控制鏡和搖臂進行離軸測試

  ?不需中繼鏡和旋轉探測器

  ?可選中波紅外和長波紅外測試模塊

  ?可選短波紅外測試模塊

  ?InGaAs相機和特殊的短波紅外中繼鏡

  ?通過光柵掃描,,進行2D圖像測試

  圖像增強管測試系統(tǒng)

  特點:

  ?實時MTF測試

  ?信噪比

  ?等效背景照度

  ?光陰極靈敏

  軟件

  Image science測試系統(tǒng)通過Matrix軟件包進行控制。

  可用Microsoft Excel(Visual Basic)編寫測試程序來控制Matrix程序執(zhí)行連續(xù)的測試,,并生成測試報告,。

  技術參數(shù)




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