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
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 为正弦辐照度分布的调制度。
计算,超过截止频率时为零。](../assets/figure-5-1.png)
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。
