调制传递函数是归一化光学传递函数(OTF)的模,描述系统对不同空间频率正弦分布的调制度传递。对满足线性与空间不变条件的成像系统,可用像与物在对应空间频率处的调制度之比表示 MTF;物、像方频率数值只有在放大率绝对值为 1 时才直接相同。

强度 PSF 的傅里叶变换经零频归一化后得到 OTF;OTF 的相位另由相位传递函数描述。评价 MTF 时应同时注明物方或像方频率、视场、方向、波长权重、对焦状态及采样条件。

提示:MTF 针对正弦分布,与方波条纹的对比度传递函数采用不同定义。实际响应可能出现起伏;图 5-1 给出均匀圆瞳、无像差、非相干模型的曲线。

式 5-3
H(νx,νy)={h}(νx,νy){h}(0,0),MTF=|H|

式中

H(νₓ, νᵧ)
归一化光学传递函数(OTF),通常为复数单位:无量纲
h
归一化强度点扩散函数(PSF)单位:长度⁻²,与像面坐标的面积单位对应
ℱ{h}
对像面坐标作二维傅里叶变换;ℱ{h}(0, 0) 为零频值单位:运算及其结果
νₓ、νᵧ
像面 x、y 方向的空间频率单位:cycles/mm 或 lp/mm
MTF
调制传递函数,即归一化 OTF 的模单位:无量纲

适用条件:采用非相干、线性且空间不变的强度成像模型,零频归一化值须非零。

H(0,0) = 1;傅里叶变换与频率单位应保持一致。

式 5-4
C=EmaxEminEmax+Emin

式中

C
正弦条纹的调制度单位:无量纲
Emax、Emin
同一条纹的最大和最小辐照度单位:相同辐照度单位

适用条件:条纹极大、极小值在同一测量条件下取得,Emax + Emin > 0。

C 为正弦辐照度分布的调制度。

调制传递函数(MTF)。无像差、均匀圆瞳的非相干 MTF。q = ν/νc,νc = 2NA′/λ;曲线按 M(q) = (2/π)[arccos q − q√(1 − q²)](0 ≤ q ≤ 1)计算,超过截止频率时为零。
图 5-1 调制传递函数(MTF)

无像差、均匀圆瞳的非相干 MTF。q = ν/ = 2NA′/λ;曲线按 M(q) = (2/π)[arccos q − q√(1 − q²)](0 ≤ q ≤ 1)计算,超过截止频率时为零。