光的振幅扩散函数

资 源 简 介

光的振幅扩散函数

详 情 说 明

光的振幅扩散函数（Amplitude Spread Function, ASF）是光学系统中描述点光源在成像平面上振幅分布的重要数学模型。它与点扩散函数（PSF）和光学传递函数（OTF）共同构成了分析光学系统成像性能的核心工具组。

振幅扩散函数本质上表征了理想点光源经过光学系统后，在像面形成的复振幅分布情况。这种分布会受到系统孔径衍射、像差等因素的影响，表现为中心强度最高并向四周逐渐衰减的二维模式。与只考虑光强分布的点扩散函数不同，ASF保留了光的相位信息，这使得它在相干光成像分析中尤为重要。

在光学仿真中，振幅扩散函数常通过夫琅禾费衍射理论进行计算。对于圆形孔径的理想光学系统，ASF会呈现典型的艾里斑图案。当系统存在像差时，该函数会呈现出更复杂的振幅和相位分布特征。

值得注意的是，振幅扩散函数的傅里叶变换直接对应着系统的相干传递函数（CTF），这种变换关系为分析光学系统的频率响应提供了便利。而光学传递函数（OTF）则可以理解为相干传递函数的自相关函数。

这些函数在光学设计中的应用包括：评估成像系统分辨率、分析像差影响、设计相位恢复算法等。现代计算光学常通过测量或计算这些函数来逆向推导光学系统的性能参数。