像质评价理论及光学传递函数的计算

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1、武汉工业学院毕业论文论文题目：像质评价理论及光学传递函数的计算姓名盛钟尹学号071203127院（系）数理科学系专业电子信息科学与技术指导教师谢柏林2011年6月10日目录摘要IAbstractII前言1第1章衍射理论基础21.1标量衍射的角谱理论21.1.1惠更斯-菲涅耳-基尔霍夫标量衍射理论21.1.2平面波角谱的衍射理论31.1.3菲涅耳衍射公式41.2夫琅禾费衍射与傅里叶变换5第2章光学成像系统与光学傅里叶变换72.1成像系统的普遍模型72.2透镜的相位变换作用72.3透镜的傅里叶变换性质9第3章相干成像系统与相干传递函数103.1相干照明衍射成像系统的成像分析103

2、.1.1透镜的点扩散函数103.1.2衍射受限系统的点扩散函数123.1.3相干照明下衍射受限系统的成像规律133.2衍射受限系统的相干传递函数143.3有像差系统的传递函数153.4传递函数在像质评价中的作用16第4章非相干成像系统与非相干传递函数174.1非相干成像系统的光学传递函数174.2衍射受限的光学传递函数194.3有像差系统的光学传递函数20第5章衍射受限系统传递函数的计算举例225.1相干传递函数的例子225.1.1圆形光瞳的CTF与成像滤波作用分析225.1.2方形光瞳的CTF与成像滤波作用分析235.2非相干传递函数的例子235.2.1圆形光瞳的OTF与成

3、像滤波作用分析235.2.2方形光瞳的OTF与成像滤波作用分析25结束语26谢辞27参考文献28摘要光学传递函数是衡量光学系统成像质量的一个重要指标，与传统的像质评价方法相比，光学传递函数法能够全面反映光学系统的成像能力，有明显的优越性。本文以衍射理论和透镜傅里叶变换性质为基础，通过对相干和非相干光学成像系统建立数学物理模型并分别分析其成像特点，讨论了像质评价函数—传递函数的定义和计算方法，及其在评价光学系统成像质量中的重要作用。得到只要把光学系统中物面图形分解为不同空间频率的余弦基元，然后根据系统的传递函数，就可求出相应频率的像面余弦基元，从而这一对共轭面的成像性质就完全确

4、定了，进而可以对系统做全面的成像评价。由于传递函数超过一定的空间频率后就等于零了，即存在截止频率，因此可以把光学系统看做是一个低通滤波器，不同形状的出瞳对应不同的滤波特性。关键词：像质评价；传递函数；相干成像；非相干成像IIAbstractOpticaltransferfunctionisanimportantindicatorofmeasuringtheimagequalityofopticalsystem.Comparedwiththetraditionalmethod,theopticaltransferfunctionmethodcanfullyreflectthea

5、bilityofopticalimagingsystems,andhasobviousadvantages.ThispaperisbasedondiffractiontheoryandFouriertransformpropertiesofthelenses.Itdiscussesthedefinitionandcalculationoftheimagequalityevaluationfunction--transferfunction,aswellasit,simportantroleintheevaluationoftheimagequalityofopticalsys

6、temsthroughestablishingthemathematicalandphysicalmodelandanalysingtheimagingpropertiesofthecoherentandincoherentopticalimagingsystem.Aslongaswedividetheobjectplanegraphintheopticalsystemintocosineprimitiveswhichhavedifferentspatialfrequency,thenonthebasisofthetransferfunctionwecanfindtheima

7、geplanecosineprimitivesofthecorrespondingfrequency,sothattheimagingpropertiesofthecoupleoftheconjugateplanescanbecompletelydetermined.Wecandoacomprehensiveimagingevaluationnext.Sincethetransferfunctionisequaltozerowhenthespatialfrequencybeyondsacertainnu