认识和优化MTF

如上图所示，这是透镜组的MTF图表，它提供了在透镜可以支持的最大空间频率下任意空间频率处的对比度。在这个例子中，我们将显示的最大空间频率设为100 cycles/mm。图中黑线表示衍射极限下的成像结果，即相同F数，但无像差的透镜组所能达到最好的对比度。当你熟悉MTF图表的意义后，你可以通过MTF曲线快速的了解透镜组的成像质量。

注：在几何位图图像分析中显示的模拟图片的分辨率受限于图像的压缩以及显示器的分辨率。Opticstudio提供的原始图片的分辨率达到摄影相片的标准。更多有关这方面的信息请参考知识库文章：How to Produce Photo-Realistic Output Images for full details

如何优化MTF

当均方根波前差（RMS Wavefront error）接近零时，MTF 分析结果将接近衍射极限。当我们需要对透镜系统在目标空间频率下进行优化时，使用默认的均方根波前差评价函数实际上非常适合进行初步优化。如果需要的话，您还可以通过设置特定的MTF优化操作数来对最后的成像结果进行调整。

计算MTF要比计算波前花费更多时间，因此我们强烈建议您先对波前进行初始优化。另外，当系统成像质量不好时，直接对MTF进行优化可能会导致优化停滞不再继续。例如我们将前文所述透镜只进行简单的离焦，我们会看到MTF会下降到零然后再次上升，如下图所示。

这被称为伪分辨率，它会造成局部优化器优化停滞，因为MTF必须先变得更差，之后只有跳出局部解才能再次提升。虽然锤优化（Hammer）和全局搜索优化（Gobal Search）会解决这个问题，但我们最好通过优化波前，使透镜组的目标MTF在其第一个极小值之内。只有这个时候，我们才建议您开始对特定MTF进行优化。

衍射MTF优化

MTF分析功能可以用图表的形式提供透镜系统支持的所有空间频率下MTF的结果，这一功能使用的MTF算法是以傅里叶衍射理论为基础的。其计算方法为追迹光瞳上网格排布的一组光线，使用快速傅里叶变化（Fast Fourier Transform）进行计算（因此该方法也称为FFT MTF）。其MTF计算结果实质为关于物方正弦强度空间频率的函数的模数（Modulation）。FFT MTF也可以计算实部、虚部、相位或方波强度分布（即黑白相间条纹）的结果。

当我们进行优化时，通常情况下只对系统特定空间频率有要求，这时没有必要对所有空间频率的MTF进行计算。因此可以使用操作数MTF*可以计算特定空间频率下的MTF结果（请查阅用户手册获取更全面的信息）。分析图表所使用的采样方法为网格采样，在使用操作数时您可以选择继续使用这种采样方法，或使用更快速的稀疏采样方法。稀疏采样是操作数默认的采样方法，并且几乎所有的优化案例中我们都建议您使用这种采样方法。