光传递函数英文解释翻译、光传递函数的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 optical transfer function
分词翻译:
光的英语翻译:
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【医】 light; phot-; photo-
传递函数的英语翻译:
【计】 transfer function
【化】 transfer function
专业解析
光传递函数(Optical Transfer Function, OTF)是光学成像系统中用于定量描述系统传递物体空间频率信息能力的核心指标。它衡量了系统对不同空间频率的对比度(调制度)和相位变化的再现能力,是评价光学系统成像质量的关键参数。
一、 核心定义与组成
- 数学定义:光传递函数是光学系统点扩散函数(Point Spread Function, PSF)的傅里叶变换。其数学表达为:
$$
OTF(xi, eta) = mathcal{F}{PSF(x, y)}
$$
其中 $(xi, eta)$ 代表空间频率坐标,$(x, y)$ 代表空间坐标。该公式表明 OTF 描述了系统在频域中的响应特性。
- 核心分量:OTF 是一个复函数,包含两个关键部分:
- 调制传递函数 (MTF - Modulation Transfer Function):OTF 的振幅部分。它表示系统对不同空间频率的对比度(调制度)的传递能力。MTF 值介于 0 到 1 之间,1 表示完美传递(无对比度损失),0 表示完全无法分辨该频率。MTF 曲线(MTF 值随空间频率变化的曲线)是评价镜头分辨率、锐度最常用的工具。
- 相位传递函数 (PTF - Phase Transfer Function):OTF 的相位部分。它表示系统对不同空间频率成分引入的相位偏移。PTF 的异常(如快速变化或突变)通常与系统的像差(尤其是彗差、畸变)相关,会导致图像出现伪影或位置偏移。
二、 物理意义与应用
- 成像质量评价:OTF(尤其是 MTF)是评估镜头、显微镜、望远镜、相机系统等光学成像设备性能的客观、标准化方法。它比单纯的分辨率测试标板(如看清多少线对)更能全面反映系统在不同细节层次上的表现。
- 系统设计与优化:光学工程师在设计镜头时,通过计算或测量不同视场、不同波长下的 OTF/MTF,来分析像差的影响并进行优化,以达到目标成像性能要求。
- 图像处理与复原:了解系统的 OTF 有助于进行图像复原。通过逆滤波或维纳滤波等方法,可以利用 OTF 信息部分补偿系统引入的模糊,提升图像清晰度。
- 应用领域:广泛应用于摄影、遥感、医学成像(如显微镜、OCT)、机器视觉、光刻、激光光束质量分析等领域。
三、 重要特性
- 空间频率依赖性:OTF/MTF 的值随空间频率的升高而下降,表明系统传递高频细节(精细结构)的能力弱于传递低频信息(大块轮廓)。
- 各向异性:对于非旋转对称的光学系统(存在像散、彗差等),OTF 可能随方向(如径向、切向)不同而变化。
- 测量方法:OTF/MTF 可通过扫描刀口、狭缝、光栅或使用干涉仪等方法进行实际测量。
权威参考来源:
- 《光学原理》(作者:Max Born, Emil Wolf) - 经典光学教材,系统阐述光学传递函数理论基础。
- ISO 9334:2019 《光学和光子学 — 光学传递函数 — 定义和数学关系》 - 国际标准化组织对 OTF 的权威定义和规范。
- 《光学系统设计》(作者:Robert E. Fischer) - 详细讨论 OTF/MTF 在光学设计中的应用及像差影响。
网络扩展解释
光学传递函数(Optical Transfer Function, OTF)是描述光学系统成像性能的核心参数,用于定量分析系统对不同空间频率信息的传递能力。以下是其详细解释:
1.定义与组成
光学传递函数以空间频率为变量,表征成像过程中调制度(对比度)和横向相移的相对变化。它由两部分构成:
- 调制传递函数(MTF):表示系统对对比度的衰减程度,即不同频率下图像明暗变化的保留能力。
- 相位传递函数(PTF):反映系统对光波相位的偏移影响,可能导致图像位置或形状的畸变。
数学表达式为:
$$
OTF(v) = MTF(v) cdot e^{i cdot PTF(v)}
$$
其中( v )为空间频率。
2.物理意义
- 对比度传递:高频分量(如细节)的MTF值较低,意味着系统对细节的对比度衰减更明显;低频分量(如整体轮廓)则保留较好。
- 相位保真性:PTF非零时,可能导致图像偏移或变形,例如边缘模糊或重影。
3.应用与作用
- 像质评价:通过OTF曲线可直观判断光学系统的分辨率极限(如MTF趋近零时的频率)。
- 系统优化:在光学设计中,调整透镜参数以提升特定频率范围的MTF值,从而改善成像清晰度。
- 非相干成像分析:适用于非相干光源(如自然光)下的线性成像系统,满足叠加原理。
4.实际意义示例
若某镜头在空间频率50线对/毫米时MTF=0.8,表示该频率下对比度保留80%;当MTF=0时,对应频率的细节完全无法分辨。
如需进一步了解测量方法或具体应用场景,可参考光学设计手册或专业文献(如的高权威性内容)。
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