Шульман М.Я. Измерение передаточных функций оптических систем

Ленинград : Машиностроение, 1980. — 208 с.В книге изложены способы оценки качества изображения оптических систем посредством измерения их оптической передаточной функции, приведены основные математические зависимости и используемые на практике схемы измерения функции передачи модуляции, даны рекомендации по практическому проведению измерений и оценке их точности.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся испытаниями оптических приборов.Предисловие
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ
Глава I . Функции рассеяния и передаточные функции изображающих систем.
Понятие изображающей системы.
Требования к передаточным функциям. Составные изображающие системы. Линейность систем.
Связь между объектом и изображением.
Элементы объекта. Функции рассеяния точки и линии. Изображение края полуплоскости. Свертка. Изопланатичность систем.
Преобразование Фурье в оптике.
Понятие пространственной частоты. Ряд Фурье. Сведения о комплексных числах. Ряд Фурье в комплексной форме. Интеграл Фурье. Преобразование Фурье.
Определения передаточных функций.
Преобразование Фурье свертки функций. Преобразование Фурье изображения. Оптическая передаточная функция. Косинусоидальный объект и его изображение. Функция передачи модуляции. Функция передачи фазы. Случай составных изображающих систем. Модуляция и контраст.
Глава II. Передаточные функции оптических систем.
Зрачковая функция и ее связь с ОПФ.
Волновая аберрация. Зрачковая функция. Связь комплексной амплитуды изображения со зрачковой функцией. ОПФ как автокорреляция зрачковой функции. Системы дифракционного качества и аберрационные. Предельная пространственная частота.
Когерентность света и измерение ОПФ.
Возникновение частичной когерентности в установках, измеряющих ОПФ. Степень когерентности. Взаимная функция когерентности. Область когерентности на компонентах измерительной установки. Передаточные функции каскадных оптических систем.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. УСТАНОВКИ (ПРИБОРЫ) ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Глава III. Элементы измерительных установок со сканированием изображения и этапы их развития.
Два основных варианта оптических схем установок.
«Прямой» и «обращенный» варианты оптических схем. Анализирующий элемент (щель). Поправка на ширину щели.
Тест-объекты установок.
Синусоидальные миры и способы их изготовления. Маски синусоидального профиля. Миры с прямоугольным профилем штриха. Формула Колтмэна. Получение синусоидального сигнала преобразованием фототока.
Дополнительные оптические узлы установок.
Коллиматорный объектив и микрообъектив установки. Влияние дополнительных оптических узлов на ОПФ. Подсчет допустимого хроматизма коллиматора установки.
Электрические узлы установок.
Общие схемы установок.
Поколения (этапы развития) установок.
Глава IV. Измерительные установки первого поколения.
Фотоэлектрический микрофотометр.
Тест-объекты установок первого поколения.
Глава V. Измерительные установки второго поколения.
Установки оптического гармонического анализа.
Установки оптико-электронного гармонического анализа.
Решетка переменной пространственной частоты из штрихов прямоугольного профиля. Решетка из штрихов прямоугольного профиля с переменным углом наклона. Вращающаяся радиальная мира со штрихами прямоугольного профиля. Подвижная решетка с постоянной частотой штрихов прямоугольного профиля, работающая с объективом переменного фокусного расстояния. Проекция решетки, состоящей из штрихов прямоугольного профиля. на щелевую маску. Муаровая картина, образуемая наложением двух «прямоугольных» решеток.
Установки электронного гармонического анализа.
Принцип гармонического анализа электрического сигнала. Анализ изображения периодического тест-объекта, имеющего вид решетки из узких штрихов (щeлей). Анализ периодически сканируемого изображения края полуплоскости.
Градуировка измерительных установок.
Назначение градуировки. Способы градуировки. Влияние рассеянного света.
Измерение функции передачи фазы.
Зависимость ФПФ от формы функции рассеяния. Способы определения ФПФ.
Глава VI. Измерительные установки третьего поколения.
Принципы, на которых основаны установки с непериодическим тест-объектом.
Выбор типа измерительной установки.
Глава VII. Измерительные установки специального назначения.
Контроль ФПМ объективов в производственных условиях.
Измерение ОПФ телескопических систем.
Измерение ОПФ объективов микроскопов.
Измерение ОПФ объективов в инфракрасной области спектра.
Глава VIII. Измерения ОПФ без сканирования воздушного изображения.
Метод интерферометра сдвига.
Взаимно-корреляционный метод.
Когерентно-оптические методы.
Дифрактометрический метод. Голографический метод.
Фотографический метод.
ЧАСТЬ III. МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Глава IХ. Подготовка и проведение измерений ОПФ.
Замечания о методике испытаний образцов.
Задание и выполнение условий измерения.
Выбор диапазона пространственных частот в изображении. Выбор относительного отверстия объектива. Выбор ориентировок объектива. Измерение в центре поля зрения. Измерение во внеосевых точках поля зрения. Выбор точек поля и плоскости установки. Выбор спектральной области светового потока.
Юстировка измерительных установок.
Формы представления результатов измерения ОПФ.
Глава Х. Оценка точности измерения ОПФ.
Основные погрешности измерения.
Эталонные объективы для аттестации измерительных установок.
Заключение.
Приложения.
Список литературы.