Zemax中MTF的横坐标

Lithium

各位大佬，向请教一下MTF横坐标的一些问题。

横坐标为周期/mm，在网上找到的一些解释说“在像平面上每毫米之中包含的周期数称为空间频率”也就是横坐标。首先对这个横坐标就有些迷惑，在将这个空间频率的时候提到了“一个周期就是指相邻的两个两条纹或者暗条纹之间的片段，或者包含一个暗条纹和一个亮条纹的线对的宽度。”不是很理解横坐标的具体含义。
另外发现横坐标不同的体系给出来的不一样，有几十的有几百的，这个是跟什么有关。另外对于同一个光学系统，不同种类的MTF也不同，如下图，这又是什么原因呢？


除此之外，对于横坐标选择的范围有一些问题，看到一些文献提到，“选择空间频率显示到xxx周期/mm”，这里的选择有没有什么说法，比如对于什么系统，要选择到多少，纵坐标到多少；或者一些约定俗称的范围、或者跟整体的横坐标有关，取百分之几。对于纵坐标，看到的资料说是越大越好，对于成像是否要优化到某值之上？
请各位大佬赐教。

金木研

横坐标越靠右，代表关注的细节越精细；每个系统的横坐标极限值不同是因为截止频率不同，截止频率和F数以及波长有关；选择多少空间频率主要根据你选择的CMOS的像元尺寸以及要看的物方视野有关（奈奎斯特频率=1/（2*像元尺寸）），有计算公式可以将这些指标连结起来。

jason_259

MTF横坐标为空间频率，单位为“lp/mm”，一般是“线对/毫米”，就是1mm内分割为多少个黑白线对，纵坐标表示的是归一化后的“图像输出对比度/图像输入对比度”。
假设MTF=0.5@100lp/mm，表示的就是把1mm分割成100个黑白线对后，图像输出对比度/图像输入对比度为0.5。

Lithium

金木研 发表于 2024-10-8 13:18
横坐标越靠右，代表关注的细节越精细；每个系统的横坐标极限值不同是因为截止频率不同，截止频率和F数以及 ...

那同一个光学系统的不同种类的MTF极限值不同是因为什么呢，比如上图中的惠更斯MTF与几何MTF不同

布吉岛

可以看一下我提问的有关分辨率的帖子，里面有一些前辈进行了指导，但是我感觉你这些都不清楚的话，还是先大概过一遍基础的光学书

库洛米

1、理想镜头的分辨率N=1/(1.22λF)对应的是衍射极限
2、设计需达到的mtf线对数通常由需大于奈奎斯特频率N＝1/（2p），因为相机分辨率受到SENSOR像元大小限制。

jacklove9

Lithium 发表于 2024-10-8 14:42
那同一个光学系统的不同种类的MTF极限值不同是因为什么呢，比如上图中的惠更斯MTF与几何MTF不同
...

几何与惠更斯的计算方式不同，几何的MTF一般在像质很差衍射MTF显示不了的情况下还能工作去看，而惠更斯的相比FFT的要计算更精确一些不过也更耗时，常规情况下直接看FFT的MTF就可以了。

金木研

Lithium 发表于 2024-10-8 14:42
那同一个光学系统的不同种类的MTF极限值不同是因为什么呢，比如上图中的惠更斯MTF与几何MTF不同
...

这个我理解得也不是特别深，问下GPT吧，它一般能解释得比较易懂