[发明专利]光学传递函数的检测方法及系统

说明书

本发明适用光学检测技术领域，提供了一种光学传递函数的检测方法及系统；本发明的光学传递函数检测方法首先通过检测系统获得光学系统点扩散函数的卷积，然后通过反卷积的算法获得光学系统的点扩散函数，再通过点扩散函数的傅里叶变换最终得到系统的光学传递函数；与刀口法相比，该方法使用点扩散函数而非线扩散函数计算光学传递函数，具有更加准确的优点；与显微测量方法相比，该方法由于无需使用显微镜，减小了设备体积、降低检测成本等优点。

技术领域

本发明属于光学检测领域，尤其涉及光学传递函数的检测方法及系统。

背景技术

光学传递函数(optical transfer function)是指以空间频率为变量，表征成像过程中调制度和横向相移的相对变化的函数。光学传递函数是光学系统对空间频谱的滤波变换。光学成像系统对于各种空间频率成分的传递性能反映了该系统的成像质量，因此，准确的光学传递函数可以客观准确的评判相应的光学系统成像质量。

光学传递函数等于光学系统点扩散函数的傅里叶变换，因此准确测量光学系统的点扩散函数是光学传递函数检测的前提。现有技术中，刀口法、狭缝法等扫描方法可以获得系统的线扩散函数，然后通过线扩散函数的傅里叶变换得到一维的光学传递函数。但是线扩散函数是点扩散函数和线函数的卷积，与点扩散函数在本质上具有不同的性质。因此这种方法获取的光学传递函数是不准确的，只有在要求不高的情况下才能够相互替代使用。

在实际操作中，实验室检测光学系统点扩散函数，大多数是通过显微镜来进行辅助测量。由于显微镜自身存在像差，将给光斑检测过程中带来额外的误差，导致测量数据不精准。此外，显微镜体积大，占用空间较多，在很多场合不适合使用，应用范围有限。因此，现有技术的光学传递函数检测方法存在不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于反卷积和傅里叶变换计算光学传递函数的检测方法及系统，旨在解决现有光学传递函数检测方法计算不准确且依赖大型显微镜的技术问题。

一方面，本发明提供了一种光学传递函数的检测方法，所述方法包括下述步骤：

S1.获得卷积元件与光学系统的点扩散函数的卷积；

S2.对所述点扩散函数的卷积进行反卷积的运算，获得所述点扩散函数；

S3.对所述点扩散函数进行傅里叶变换得到所述光学系统的光学传递函数。

优选的，所述步骤S1包括以下步骤：

S11.使成像光源的光束依次经过所述光学系统、卷积元件和光电探测器；

S12.通过扫描装置的运动，使得所述光电探测器获得一系列探测能量值；

S13.通过所述一系列探测能量值得到探测能量函数。

优选的，所述步骤S1包括以下步骤：

S11’.使照明光源的光束依次经过所述卷积元件、所述光学系统和成像探测器；

S12’.通过所述成像探测器测量卷积元件到像面的像函数。

另一方面，本发明还提供一种采用如上述任意一项所述光学传递函数的检测方法的检测系统，所述系统包括：

卷积获得单元，接入待检测的光学系统，通过扫描或者成像的方式获得光学系统的点扩散函数的卷积；

反卷积单元，与所述卷积获得单元连接，对所述点扩散函数的卷积进行反卷积的运算，获得所述点扩散函数；

傅里叶变换单元，与所述反卷积单元连接，对所述点扩散函数进行傅里叶变换得到所述光学系统的光学传递函数。