什么是MTF？

MTF即調制傳遞函數是描述一個光學系統很重要的方法。在成像光學系統中運用傅立葉理論的目的就是讓MTF能描述圖像中所要觀察的空間頻率場的對比度。

位圖分析窗口顯示了三個孩子的圖像的部分，展示了“好的”圖像質量：但是好到底是怎樣的好法？各種線圖像的對比度提供了成像質量的定量數據。MTF描述了物體調制度向圖像調制度轉化關于空間頻率的函數，通常用于指定鏡頭的性能，設計中的優化以及公差分析目標。

該鏡頭的MTF曲線顯示了一直到該鏡頭支持的最大空間頻率的對比度。顯示的參考曲線是有著相同f/#的零像差衍射受限鏡頭的性能。一旦你熟悉了MTF曲線，你就可以看一下就能估計成像質量。

怎樣優化MTF？

MTF響應是波前差的函數，并且當RMS波前差趨于零時，MTF接近它的衍射受限性能。因此，默認的RMS波前評價函數是一個很好的出發點。然后，如果需要對系統性能做最終的調整，你可以轉化到外部MTF優化操作數，例如MTFA或GMTA。

MTF計算比波前計算花費的時間長，因此初始波前優化是首選。另外，當系統性能不好時，直接的MTF優化可能停滯。例如，如果該頁上的成像鏡頭是簡單的離焦，MTF可能降為零然后再升高，如下所示。這就是偽分辨率，并可能導致局部優化停滯，因為MTF在它可能變壞之前必須變好。盡管錘優化和全局搜索可以處理這個問題，但最好優化波前差直到所有所需的空間頻率在MTF曲線的第一個極小值內。

衍射和幾何MTF計算

用一個35mmSLR像機鏡頭在全孔徑下成像，f/1.8。鏡頭像差在全孔徑時是最大的。在鏡頭縮小光圈時，像差會減小并且成像質量會提高(例如，光圈縮小1會將球差縮小16倍)。

成像質量不會一直提高：在孔徑的某些設置上，孔徑的衍射會阻止成像質量的提高。

ZEMAX提供了兩個MTF計算，稱為幾何和衍射MTF。(第三個計算，惠更斯MTF超出了本文的范圍，但在ZEMAX的用戶手冊上有討論)。

使用幾何MTF的主要優點是在用于大像差系統(例如10個波數)中，在這種系統中衍射MTF需要很高的采樣才能精確計算。

幾何MTF對大像差系統非常精確，甚至能考慮光學面的散射，散射會增加本底照明從而使MTF下降。

當衍射效應明顯示應該使用衍射計算。

總結

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