面陣光纖傳像束與面陣CCD的像元耦合調(diào)制傳遞函數(shù)特性
本文選題:光纖光學(xué) + 面陣光纖傳像束。 參考:《光學(xué)學(xué)報(bào)》2017年05期
【摘要】:高分辨率成像光纖傳像束制備工藝的進(jìn)步使得傳統(tǒng)高性能光電成像儀器具備柔性,并且使儀器的體積和重量大幅減小。面陣光纖傳像束和面陣CCD間的像元耦合離散采樣效應(yīng),導(dǎo)致了傳統(tǒng)成像質(zhì)量評(píng)價(jià)模型的局限性。從光強(qiáng)度呈余弦分布的光信號(hào)在面陣光纖傳像束和面陣CCD中的傳遞過(guò)程出發(fā),建立了耦合離散采樣系統(tǒng)的耦合調(diào)制傳遞函數(shù)(Coupled-MTF)模型,研究了Coupled-MTF的收斂特性及其隨像元耦合誤差的變化規(guī)律等。研究表明,若輸入信號(hào)的空間頻率與奈奎斯特頻率的偏差為1%,當(dāng)陣列中包含的像元總數(shù)超過(guò)1000時(shí),Coupled-MTF振蕩收斂為固定值。輸入信號(hào)的空間頻率與奈奎斯特頻率的偏差越小,Coupled-MTF振蕩收斂的速度越慢。Coupled-MTF的振蕩幅值在弧失和子午方向不同,且與各自方向的像元耦合誤差有關(guān)。Coupled-MTF隨面陣光纖傳像束與面陣CCD間的像元耦合誤差周期振蕩,理論上振蕩周期為包層直徑。在奈奎斯特頻率及其分頻附近的頻域,Coupled-MTF在給定空間頻率處不為固定值。上述特性有別于傳統(tǒng)空不變成像系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。
[Abstract]:With the development of the fabrication technology of high resolution imaging optical fiber image transmission beam, the traditional high performance photoelectric imaging instrument is flexible, and the volume and weight of the instrument are greatly reduced. The discrete sampling effect of pixel coupling between plane fiber beam and plane array CCD leads to the limitation of traditional imaging quality evaluation model. The Coupled-MTF model of coupled discrete sampling system is established based on the cosine distribution of the optical signal in the plane array optical fiber image beam and the plane array CCD, and the Coupled-MTF model of the coupled discrete sampling system is established. The convergence characteristics of Coupled-MTF and its variation with pixel coupling error are studied. It is shown that if the spatial frequency of the input signal deviates from the Nyquist frequency, the Coupled-MTF oscillation converges to a fixed value when the total number of pixels contained in the array exceeds 1000. The smaller the deviation between the spatial frequency of input signal and the Nyquist frequency, the slower the convergent speed of Coupled-MTF oscillation is. The oscillation amplitude of Coupled-MTF is different in the direction of arc loss and meridian. Coupled-MTF oscillates periodically with the pixel coupling error between the optical fiber beam and the array CCD, and theoretically the oscillation period is cladding diameter. The Coupled-MTF in the frequency domain near the Nyquist frequency and its frequency division is not a fixed value at a given spatial frequency. The above characteristics are different from the modulation transfer function of the traditional space-invariant imaging system.
【作者單位】: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(61675198,61307114)
【分類(lèi)號(hào)】:TN253;TN386.5
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本文編號(hào):1825349
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