离焦光学系统OTF精确计算新公式：高效分析离焦变化

本文主要讨论的是如何通过改进的计算方法来精确地分析离焦光学系统的光传递函数（Optical Transfer Function, OTF）。文章以基尔霍夫衍射积分公式为基础，针对弱于菲涅耳条件的光学系统，特别是那些孔径较大、视场较大或者离焦情况严重的系统，提出了一种新的算式。传统的基于夫琅和费近似的OTF计算方法在这些情况下可能不再适用，因为其理论精度受到限制。 作者何志华和龙夫年从高斯像面出发，将像差量和系统的离焦量作为主要的参变量，发展出了一种普遍的算式。这种新方法使得在计算不同离焦状态下OTF时，无需对每一个实际像面进行繁琐的像差计算，只需通过光线追踪获取高斯像面上的像差分布，就能得到一系列离焦量对应的OTF值。这种方法大大简化了计算过程，对于理解光学系统在不同焦距下的性能变化具有重要意义，例如在设计最佳像面位置、设定安装公差以及研发自动调焦系统时。 文中详细介绍了推导过程，通过考虑点光源经过光学系统后到达实际像面上的衍射效应，利用基尔霍夫衍射积分公式来表述复振幅。作者还提到，该算式的优点在于它能够在保持较高精度的同时，便于研究离焦状态下OTF的动态变化。 最后，作者给出一个衍射受限系统在离焦状态下的轴线上OTF的具体计算实例，以展示新算式的实用性和有效性。这篇论文提供了一种更为精确且简便的方法来处理离焦光学系统中的OTF计算问题，对于提高光学设计和分析的效率具有显著价值。