专利名称：一种相干调制传递函数的测量方法
技术领域：
本发明属于光学仪器的检测方法的改进。
背景技术：
光学传递函数是近二十年来用于评价一个光学成象系统的质量好坏的一种新的评价函数。一般测量光学成象系统调制传递函数的方法是用某一特定空间频率的光栅作为待测光学成象系统的输入，然后测量输出光栅象和输入光栅的调制度之比，得到光学成象系统的调制传递函数在此光栅频率下的值，要测各种频率下的值就必须采用各种空间频率的光栅，一种频率就必须作一次测量，效率很低，而且这种高质量的光栅制作极其困难，因此原有检测仪器设备精密，价格昂贵，这种方法只能测量非相干照明下光学成象系统的调制传递函数。

发明内容
本发明便是针对上述问题，提出了一种简便易行的测量相干照明下调制传递函数的方法。
本发明的要点在于利用凸透镜具有进行二维付里叶变换的性质，用平行相干光束照明放在凸透镜前焦平面上的强散射屏.在凸透镜后焦平面上就得到强散射屏散斑的二维付里叶变换，即分布均匀的空间频谱F(ε，η)，其中是空间频率坐标，它们与后焦平面上的空问位置坐标xf、yf其中是空间频率坐标，它们与后焦平面上的空问位置坐标xf、yf的关系为xf＝λfε，yf＝λfη，这里入为照明光波长。f为凸透镜焦距。将频谱探测装置置于后焦平面上，就测得强散射屏的空间频谱的强度分布[F(ε，η)w(ε，η)]2，其中w(ε，η)是只与探测装置的探测面积和凸透镜的入射光阑有关的参数，其值与F(ε，η)无关，然后在强散射屏和凸透镜中间放入待测光学成象系统，使强散射屏正好位亍待测光学成象系统的物平面上，而凸透镜的前焦平面与待测光学成象系统的象平面重叠。由于强散射屏先经过待测光学成象系统成象，再由凸透镜对其象进行付里叶变换，故凸透镜后焦平面上的空间频谱为F(ε，η)H(ε，η)，这里H(ε，η)是待测光学成象系统的传递函数，这时位于凸透镜后焦平面上的频谱探测装置测得的空间频谱的强度分布为[F(ε，η)H(ε，η)W(ε，η)]2。将两个测得的强度分布相除，就得到待测光学成象系统在各种空间频率下的相干调制传递函数[H(ε，η)]2。在强散射屏和凸透镜中间放入的待测光学成象系统的光轴可以与凸透镜的光轴相重合，也可以不重合。当不重合时，就能测出在此种状态下工作的待测光学成象系统的实际相干调制传递函数。
实施例为用扩束准直后的氦一氖激光束作为平行相干光束，一块透光均匀且无直接透射光的毛玻璃作为强散射屏，凸透镜焦距f为50，相对孔径f/1.2，频谱探测装置为64单元楔环形光电探测器，可以测量相对孔径小于f/1.2的光学成象系统。
本发明简便易行，测量效率高，一次便可测量出各种空间频率下的相干调制传递函数，既可测量单镜头，又可测量组合光学成象系统。
权利要求
1.一种调制传递函数的测量方法，其特征在于用平行相干光学成象放在凸透镜前焦平面上的强散射屏，在凸透镜的后焦平面上用频谱探测装置测量强散射屏的空间频谱的强度分布，然后在强散射屏和凸透镜中间放入待测光学成象系统，使强散射屏正好位于待测光学成象系统的物平面上，而凸透镜的前焦平面与待测光学成象系统的象平面重叠，由频谱探测装置测得凸透镜后焦平面上的空间频谱的强度分布，将两个测得的强度分布相除，得到待测光学成象系统在各种空间频率下的相干调制传递函数。
2.按照权利要求1所述的测量方法，其特征在于在强散射屏和凸透镜中间放入的待测光学成象系统的光轴与凸透镜的光轴相重合或不重合。
全文摘要
一种相干调制传递函数的测量方法，采用光学傅里叶频谱测量法，直接测量强散射屏本身的散斑的频谱强度分布和强散射屏经待测光学成象系统所成象的散斑的频谱强度分布之比值，一次便可测量出待测光学成象系统在各种空间频率下的相干调制传递函数值。本发明既解决了相干调制传递函数的测量问题，且简便易行。
文档编号G01M11/02GK1955708SQ20051010060
公开日2007年5月2日 申请日期2005年10月25日 优先权日2005年10月25日
发明者黄晓敏 申请人:黄晓敏