针孔法MTF测试系统测量精度分析

发布时间：2022-01-20 17:53

　　为确保光学调制传递函数（MTF）测试系统的精度,从针孔法MTF测试原理出发,对系统中各组件的固有误差、光电系统离焦、噪声等因素对调制传递函数测量精度的影响大小进行了计算及比较。结果表明光源的波长、显微物镜的放大倍数误差、光电系统离焦和噪声对系统的MTF测量精度都存在较大影响,需要严格加以控制。针孔尺寸和平行光管的焦距误差对测量结果的影响随针孔像尺寸变大迅速增大,应保证针孔像尺寸小于5μm。而CCD的像元尺寸误差在其换算到被测镜头像平面处的尺寸小于2μm时对测量精度几乎没有影响。 

【文章来源】：激光杂志. 2020,41(06)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

测试系统示意图

实际加工的针孔尺寸往往会存在一定误差，根据式(1)及式(5)，针孔尺寸误差会影响针孔频谱，而平行光管的焦距存在误差时，也会使得针孔频谱换算到被测镜头像面处的结果不准确。当分别取5μm和10μm作为针孔理想像直径的标准值，而针孔目标物尺寸或平行光管焦距存在±2%的误差时，针孔像的归一化频谱分别如图2(a)和图2(b)所示。图2 针孔误差对归一化频谱的影响

图2 针孔误差对归一化频谱的影响在50 lp/mm和100 lp/mm处，当针孔像标准尺寸为5μm，针孔尺寸或平行光管焦距存在±2%的误差时，引起的频谱相对误差分别为0.32%和1.4%。而当针孔像标准尺寸为10μm时，2%的针孔像尺寸误差引起的频谱相对误差分别为1.4%和10.7%。可以看出针孔像尺寸越大，相同的针孔尺寸误差或平行光管焦距误差对针孔在像面处的频谱影响更大，因此在保证CCD靶面照度的情况下，尽量减小针孔的尺寸，或采用焦距相对更长的平行光管，可以有效降低针孔尺寸误差和平行光管焦距误差带来的影响，另外由公式(4)可知，减小针孔像的尺寸，增大Tpinhole(f)，可以有效避免T(f)中包含的误差和噪声被过度放大。

【参考文献】：
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本文编号：3599265