1 引言

在應用光學領域中，對光學系統(tǒng)成像質量的評價一直是眾所矚目的問題。 眾所周知，評價一個光學系統(tǒng)的成像質量優(yōu)劣的根據(jù)是物空間一點發(fā)出的能量在像空間的分布狀況。采取什么樣的辦法來描述像空間像點處光能量分布問題就是像質評價的方法。

從60年代初開始，國外一些先進的國家就開始運用一種較新的、全面而客觀的像質評價方法，即現(xiàn)為我們所知的光學傳遞函數(shù)。經(jīng)過多年來的實踐，用光學傳遞函數(shù)來評價光學成像系統(tǒng)的像質已逐步得到了承認，并在較廣泛的領域中獲得了應用，如各國已制訂了相應的光學傳遞函數(shù)的基礎標準以及系列應用標準，在透鏡自動設計中采用光學傳遞函數(shù)作為控制成像質量的價值函數(shù)。

此外，在光學信息處理的圖像復元和增強中也運用到了光學傳遞函數(shù)，而且光學傳遞函數(shù)在對于成像理論的研究及光學像的改善等方面也有很大的推動作用。本文基于光學傳遞函數(shù)的特點，著重闡述了光學傳遞函數(shù)在各領域中的應用。

2 光學傳遞函數(shù)的特點

光學傳遞函數(shù)反映了光學成像系統(tǒng)傳遞信息的頻率特性，用它來評價成像質量比用星點法和分辨力更全面、更客觀。 由于衍射、像差以及其它因素的影響，點光源（亦稱星點）經(jīng)光學系統(tǒng)在像面及像面前后不同的截面上形成衍射像，通常稱為星點像。星點像的光強分布用點擴散函數(shù)PSF（x,y）來表示。而通常所說的光學傳遞函數(shù)（簡稱OTF）是相應的點擴散函數(shù)PSF（x,y）的傅里葉變換。用公式可以表示為：



(1) 它是在零頻到截止頻率的頻率域內(nèi)對點擴散函數(shù)PSF（x,y）進行考察，定量地分析、計算，測量光學系統(tǒng)的對比傳遞特性，其中包含各個空間頻率的調(diào)制傳遞和相位傳遞。那么，換言之，光學傳遞函數(shù)的傅里葉逆變換即為點擴散函數(shù)，用公式可以表示為：

(2)

......

由此可見，在光學傳遞函數(shù)的實際應用中，光學系統(tǒng)的成像狀態(tài)的確定和特征頻率的選定使得光學傳遞函數(shù)在成像質量的標準測試中成為切實可行，而且又便于操作以及相互間的比較。

我國自70年代起在應用光學傳遞函數(shù)測量與評價照相機、目視望遠鏡和辦公用復印機等成像質量方面作了大量的研究和探討工作，并于1984年自行研制成功了檢驗望遠鏡產(chǎn)品用的。

XCH一2型光學傳遞函數(shù)測量儀，在1992年又完成研制了紅外內(nèi)焦面光學傳遞函數(shù)測量儀。

1982年起我國開始起草制訂光學傳遞函數(shù)的國家和行業(yè)標準，目前已同相應的國際標準一一匹配。另外，在國內(nèi)的照相機行業(yè)中已采用光學傳遞函數(shù)來解決照相物鏡設計中的計算以及像質評價中的測試，并取得了良好的效果。

4 結束語

光學傳遞函數(shù)已被廣泛地應用在像質評價、光學設計和光學信息處理等方面。最近，國際上正在對抽樣器件的調(diào)制傳遞函數(shù)的測量進行研究和探索。可以預見，隨著科學技術的進一步發(fā)展，光學傳遞函數(shù)這一技術必將在更多的領域中得到應用和推廣。




審核編輯：劉清