《GBT 4315.2-2009光学传递函数 第2部分：测量导则》专题研究报告深度

《GB/T4315.2-2009光学传递函数

第2部分：测量导则》专题研究报告深度目录专家视角:溯源光学传递函数理论体系,深度剖析其作为现代光学成像质量评价核心基石的科学内涵与演进趋势前瞻未来:智能与自动化测量系统崛起,预测未来几年光学传递函数测量技术集成化与实时化发展路径专家热点应用场景:光学传递函数测量如何赋能高端制造、空间遥感及生物医学成像三大前沿领域从数据到决策:深度剖析光学传递函数测量结果的分析、及在光学设计优化中的关键指导作用专家前瞻:光学与计算融合时代,光学传递函数概念与测量技术将如何演变以应对计算成像新范式深度解构测量原理与方法:从基本定义到多维模型,全景式解析光学传递函数测量背后的物理机制与数学逻辑攻克实践难点:深度剖析测量不确定度的主要来源及其在复杂光学系统与极端环境下的控制策略标准深度解构:逐条剖析测量导则核心条款,揭示其如何系统性地规范仪器、环境与操作流程聚焦行业核心痛点:深度解析复杂非对称、大视场及宽光谱光学系统的传递函数测量特殊方法与技术挑战构建能力体系:依据国家标准导则,系统阐述如何建立与持续改进光学传递函数测量的实验室能力与质量保证体家视角：溯源光学传递函数理论体系，深度剖析其作为现代光学成像质量评价核心基石的科学内涵与演进趋势从点扩散函数到频率响应：揭示光学传递函数理论如何统一表征成像系统性能的本质逻辑光学传递函数理论体系的建立，标志著光学成像质量评价从几何像差描述的局部、定性阶段，进入了基于线性系统理论的全局、定量时代。其科学内涵根植于将光学系统视为一个空间不变的线性系统，任何物方分布均可分解为不同空间频率的正弦分量。OTF则定量描述了系统对这些频率成分的复振幅响应，其模量调制传递函数反映对比度衰减，相位部分则表征相位偏移。这一理论框架超越了传统瑞利判据等基于点或线的评价方法，提供了从空域（点扩散函数）到频域（光学传递函数）的完备数学转换，能够全面、客观地预测系统对各种细节的成像能力，成为连接光学设计、制造与检测的通用语言和核心基石。理论演进脉络与标准化的必然：解析GB/T4315系列标准在统一测量实践中的历史性作用光学传递函数理论自20世纪中叶诞生以来，经历了从理论提出、实验验证到广泛应用和标准化的发展历程。早期的测量方法多样，设备各异，导致结果可比性差，严重阻碍了技术交流与产业发展。GB/T4315系列国家标准，特别是其中的第2部分《测量导则》，正是在此背景下应运而生。它并非孤立存在，而是与国际标准ISO9334等协调一致，构成了我国光学领域重要的技术基础标准。其历史性作用在于，通过对测量原理、方法、条件、程序及不确定度评定的系统性规范，统一了国内各行业对光学传递函数测量的认识与实践，为光学产品的质量一致性评价、贸易技术对接以及前沿技术研发提供了可靠的技术依据和对话平台，是我国光学工程领域科学化、规范化发展的重要里程碑。未来理论延展的挑战与机遇：面对超分辨、计算成像等新范式，光学传递函数概念将如何被重新定义与拓展随着光学技术向极限迈进，传统光学传递函数理论正面临新的挑战与机遇。在超分辨成像领域，系统已突破衍射极限，其信息传递过程涉及非线性或近场效应，传统基于线性空不变假设的OTF需要修正或发展新的描述符。在计算成像蓬勃发展的当下，“光学+算法”共同构成成像系统，传统的纯光学OTF不足以描述整个系统的性能。未来，光学传递函数的概念可能向“系统传递函数”或“任务专用传递函数”拓展，将数字处理算法的特性纳入考量。此外，对于偏振光学、量子成像等新兴领域，也需要发展能够表征其独特信息传递能力的广义传递函数理论。GB/T4315.2-2009作为测量导则，其严谨的框架为这些未来概念的测量验证提供了方法论基础。0102深度解构测量原理与方法：从基本定义到多维模型，全景式解析光学传递函数测量背后的物理机制与数学逻辑测量原理的核心基石：深度剖析基于正弦靶标、刀口扫描与干涉测量三大主流方法的物理本质与适用边界正弦靶标法是光学传递函数测量的基本原理方法，它通过直接测量系统对不同空间频率正弦光栅成像的调制度衰减和相位移动来获得MTF和PTF。其物理本质最直观，但要求制作一系列高精度的正弦靶标，实施难度较高。刀口扫描法（及其衍生的狭缝扫描法）则是通过测量线扩散函数（刀口的像）或线扩散函数的导数（狭缝的像），再经傅里叶变换得到OTF。其物理本质基于线扩散函数与点扩散函数的积分关系，以及线扩散函数的傅里叶变换即为该方向上的OTF这一数学原理。干涉测量法则利用相干光的干涉原理，通过测量光学系统的波像差函数，再经自相关计算得到OTF。它从波动光学出发，物理本质深刻，尤其适用于高精度、非接触测量。三种方法各有优势，适用不同精度、频率范围和被测对象，导则对其选择提供了原则性指导。测量函数的数学逻辑解构：阐明光学传递函数、点扩散函数、线扩散函数与波像差之间严密的数学转换关系链这四者构成了描述光学成像系统性能的核心函数关系链，其数学逻辑是理解测量的关键。点扩散函数是系统对一个理想点物所成像的光强分布，是空域最基础的描述。线扩散函数是点扩散函数在某一方向上的线积分（或刀口扩散函数的导数），简化了测量。波像差函数则描述了系统出瞳处实际波面与理想球面波的偏离，是从波动角度描述像差的函数。光学传递函数是点扩散函数的归一化傅里叶变换，或等价于波像差函数自相关函数的归一化形式。因此，测量任一函数，理论上均可通过数学变换得到OTF。刀口法测量线扩散函数再傅里叶变换；干涉法测量波像差再进行自相关计算；正弦靶标法则直接测量OTF。导则中测量方法的设计，正是基于这一严密的理论链条。0102像面分析与瞳面分析两大技术路线的深度对比：原理差异、实现方式及各自在测量精度与效率上的权衡这是光学传递函数测量中两大根本性技术路线，导则对此有重要阐述。像面分析（像分析法）直接在系统的像平面上进行测量，通过分析被测系统所成的特定靶标像（如正弦板、刀口、狭缝）来推导OTF。该方法直接、直观，设备相对独立于被测系统，但要求高质量的靶标和精确的对准。瞳面分析（干涉法）则在系统的出瞳面或与之共轭的面上测量波前，通过分析波像差来计算OTF。该方法不依赖物方靶标，能获得全面的二维甚至三维像差信息，精度极高，尤其适用于设计验证和精密检测。然而，它对环境稳定性和仪器本身精度要求苛刻，且通常需要标准参考镜。两者权衡在于：像面分析更贴近实际成像过程，易于实现在线检测；瞳面分析则更接近光学本质，适合高精度离线分析。现代先进测量系统常尝试融合二者优势。前瞻未来：智能与自动化测量系统崛起，预测未来几年光学传递函数测量技术集成化与实时化发展路径从实验室精密仪器到在线检测单元：光学传递函数测量技术如何深度嵌入智能制造产线实现过程质量控制传统的光学传递函数测量通常是在实验室环境下，由专业人员在独立测量仪器上对成品或关键件进行的抽样检测。面向未来智能制造，这一模式正发生革命性变化。其发展趋势是测量设备的小型化、模块化、高速度和高可靠性，使其能够作为在线检测单元无缝集成到光学元件加工、镜头组装乃至整机装配的生产线中。通过工业机器人或精密位移平台自动上下料、对准和调焦，结合机器视觉进行快速定位，可在数秒内完成关键视场和频率的MTF测量。测量数据实时上传至制造执行系统，与设计公差进行比对，实现实时判决与反馈控制。这不仅将质量控制从“事后检验”前移至“过程监控”，更能通过大数据积累为工艺优化提供依据，是提升光学制造一致性与效率的必然路径。人工智能赋能测量数据分析与系统诊断：预测机器学习算法在自动提取特征、异常识别与根因分析中的应用前景海量、高速的在线测量数据催生了对智能分析工具的迫切需求。人工智能，特别是机器学习算法，将在光学传递函数测量数据的深度挖掘中扮演关键角色。一方面，通过训练模型，可以实现对测量曲线（MTFvs.频率）的自动特征提取（如特定频率下的MTF值、截止频率、曲线形状参数等），并自动生成检测报告，替代人工判读。另一方面，更高级的应用是利用异常检测算法，识别偏离正常模式的测量结果，并进一步通过分类或回归模型，将特定的MTF劣化模式（如整体下降、高频跌落、不对称等）与可能的工艺缺陷（如偏心、间隔误差、面形误差、装配应力等）进行关联，实现快速根因分析和诊断。未来，结合数字孪生技术，甚至能通过测量数据反向优化设计与工艺参数。动态与实时光学传递函数测量技术的突破：应对自动驾驶、高速摄影等领域对成像系统在真实工况下性能评价的新需求1传统测量多在静态、理想环境下进行，而许多先进光学系统（如车载镜头、机载侦察系统、高速摄像机）需要在振动、温度变化、快速变焦等动态工况下保持良好性能。因此，动态与实时光学传递函数测量成为新兴热点和难点。其技术路径包括：1）采用高频闪光源或同步触发技术，在运动瞬间“冻结”图像进行测量；2发展基于特定运动靶标（如旋转扇形靶、匀速运动狭缝）的动态测量方法；3）利用系统自身图像传感器，通过分析拍摄的特殊动态测试图案（如滚动快门下的斜边图像）来反演动态MTF。这些技术旨在评估系统在真实使用条件下的性能，对未来光学系统的设计与验证提出了更高要求，相关测量方法的标准补充将是未来的趋势之一。3攻克实践难点：深度剖析测量不确定度的主要来源及其在复杂光学系统与极端环境下的控制策略靶标、对准与扫描：系统剖析几何对准误差、靶标缺陷及扫描非线性引入的测量不确定度分量及其量化方法这是像面分析法中最主要的不确定度来源。几何对准误差包括：离焦（对MTF影响极大，尤其在高频段）、横向位移（导致测量视场偏离）、倾斜和旋转（导致测量方向错误）。导则强调了对准的重要性并提供了方法。靶标缺陷包括：正弦靶标的对比度非理想、波形畸变、刀口的非理想陡直度、边缘毛刺或污染等，它们会直接污染被测的线扩散函数或调制信号。扫描非线性则存在于使用扫描机构的方法中，扫描速度的不均匀会导致空域信号采样失真，进而影响傅里叶变换结果。控制策略包括：采用高精度对准装置与调焦算法，使用经认证的高质量标准靶标，定期校准扫描机构的线性度，并通过多次测量取平均、采用对称扫描等方式减小随机影响。对这些分量的量化需通过专门的误差传递分析或蒙特卡洛模拟进行。环境扰动与探测器噪声：深度温度、振动、气流及探测器性能对干涉法与高精度像面分析法测量的极限影响对于追求纳米级精度的干涉法和高精度像面分析法，环境因素和探测器噪声成为不确定度的主导因素。温度波动会引起被测系统及测量光路中元件折射率、尺寸变化，导致波像差或像面位置漂移。振动会引入额外的光程差抖动，严重时使干涉条纹模糊或扫描信号失真。气流扰动（尤其对长光路）会导致空气折射率不均匀，产生动态波前畸变。探测器噪声（包括读出噪声、暗电流噪声、光子散粒噪声）限制了测量的信噪比，在低照度或测量高频低对比信号时影响显著。控制策略包括：使用隔振光学平台、温湿度控制实验室、光路封闭罩；采用高动态范围、低噪声的科学级探测器；应用相位平均、多帧叠加等信号处理技术抑制噪声；设计紧凑稳定的光机结构。导则中对测量环境的要求正是基于这些考量。复杂系统带来的特殊不确定度：分析变焦系统、红外系统、非球面系统等在测量中特有的误差来源与补偿技术对于复杂光学系统，不确定度来源更具特殊性。变焦镜头测量时，变焦机构重复定位精度、不同焦距下的最佳像面定位（像面漂移）是关键。红外光学系统使用红外光源和探测器，其靶标材料、背景热辐射、探测器非均匀性校正成为新的误差源。非球面或自由曲面系统可能具有非旋转对称的像差场，对测量视场采样密度和方向提出了更高要求，对准误差也更敏感。大相对孔径系统景深极浅，对焦难度剧增。对此，需要发展专门的补偿技术：如采用高精度电控变焦与聚焦机构并配合软件补偿曲线；针对红外测量使用冷屏、温度控制的黑体靶标；对于复杂像面，采用高密度阵列探测器进行全场测量，并通过反卷积等技术补偿探测器本身的MTF。这些扩展了导则基础条款的应用范围。0102专家热点应用场景：光学传递函数测量如何赋能高端制造、空间遥感及生物医学成像三大前沿领域赋能半导体光刻机与精密计量：光学传递函数如何作为核心指标驱动投影物镜性能逼近物理极限在极紫外和深紫外光刻机中，投影物镜的光学传递函数是实现纳米级集成电路图案复刻的生命线。此处，光学传递函数不仅评价成像质量，更直接关联到光刻工艺的可分辨最小线宽（分辨率）和工艺窗口（焦深、曝光剂量容差）。通过高精度干涉法测量物镜的波像差并计算其OTF，是光刻机出厂调试和定期维护的核心环节。测量结果用于指导镜片的精密调整（主动光学），以补偿制造和装调残余误差，使系统MTF尽可能接近衍射极限。此外，在计算光刻中，系统的光学传递函数（或更精确的光瞳函数）是进行光学邻近效应校正等算法仿真的关键输入。因此，光学传递函数测量技术是支撑摩尔定律延续、实现芯片制造自主可控的关键底层技术之一。0102保障空间光学遥感器的在轨性能：从地面定标到在轨监测，光学传递函数测量的全生命周期角色演绎对于造价高昂、发射后不可维修的空间光学遥感器（如高分辨率相机、光谱仪），光学传递函数是其最重要的成像质量指标。其测量贯穿全生命周期：1）研制阶段，通过地面测量验证设计，为环境试验（振动、热真空）前后的性能变化提供基准。2）发射前，在模拟空间环境的定标设备上进行全面测量，建立每个像元、每个谱段、每个视场的MTF基准数据库。3）在轨运行后，利用自然场景（如刃边法分析海岸线、月刃）或星上定标装置（如漫反射板结合特定图案）定期监测光学传递函数的变化，评估因空间辐照、微陨石撞击、材料老化等因素导致的性能衰退。这为遥感数据的定量化应用（如目标识别、地物分类）提供了必不可少的质量参数，确保科学观测数据的可靠性与长期稳定性。提升医用内窥镜与光学相干断层成像分辨率：光学传递函数测量在微型化、柔性化生物医学光学设备质量控制中的关键作用在生物医学领域，内窥镜和光学相干断层成像系统等设备正向更高分辨率、更小尺寸发展。其核心光学部件（如微透镜、光纤束、扫描振镜）的成像质量直接影响诊断的准确性。光学传递函数测量为此类微型、柔性光学系统的质量控制提供了客观手段。例如，对于电子内窥镜，需要测量其前端物镜在不同物距下的MTF，以评估其视场内的清晰度；对于光纤传像束，需测量其调制传递函数以评价其传像分辨能力，这与光纤排列密度和耦合损耗直接相关。在OCT中，系统的轴向和横向分辨率分别由光源带宽和扫描光束的光学传递函数决定。通过标准化测量，可以确保不同厂家、不同批次医疗设备性能的一致性，为临床诊断提供可靠的工具，并推动新型高分辨率内镜和OCT技术的研发进程。标准深度解构：逐条剖析测量导则核心条款，揭示其如何系统性地规范仪器、环境与操作流程对测量装置构成的系统性规范：深度对光源、靶标、探测系统、运动机构等核心部件的性能要求与校准溯源链GB/T4315.2-2009的核心作用之一是为搭建测量装置提供了权威的“配方”和“验收标准”。导则对关键部件提出了明确要求：光源需满足稳定性、均匀性及光谱特性与被测系统使用条件相匹配；靶标（正弦板、刀口、狭缝等）的几何精度、对比度、表面质量是测量的基础，其参数需经更高等级仪器校准；探测系统（包括中继光学、探测器）的线性度、动态范围、噪声水平及自身MTF需满足要求，必要时需进行校准和扣除；运动机构（用于扫描或视场选择）的直线度、重复定位精度、速度稳定性直接影响数据质量。标准构建了一个从国家计量基准到工作测量装置的完整溯源链思想，确保测量结果的可比性与可信度，这是实验室能力建设的根本遵循。0102测量环境与条件的标准化设定：剖析温度、振动、洁净度及杂散光控制等条款对保证测量结果准确性与重复性的深层考量测量环境并非外围条件，而是测量系统不可分割的一部分。导则对此的规范极具科学性和实践性。温度控制旨在减少被测件及仪器因热胀冷缩引起的参数漂移，尤其是对精密光学系统和长光路干涉仪。振动隔离是防止高频微振动导致图像模糊或干涉条纹不稳定的必要措施，对高精度测量至关重要。洁净度要求是为了避免灰尘在靶标、被测镜头或探测器表面形成伪信号，尤其是在测量中高频信息时。杂散光控制（如使用光阑、涂黑内壁、挡光环）则是为了确保探测器接收到的信号主要来自目标光线，避免非成像光能量抬高本底、降低图像对比度，从而虚假地提高测得的MTF值。这些条款共同构成了获得可靠数据的“基础设施”标准。标准测量程序与数据记录的逻辑闭环：从安装调试、对焦对准到数据采集与处理的标准化作业流程精要标准不仅规定“用什么测”，更详细指导“如何测”，形成了一个逻辑闭环的操作规程。安装调试阶段，强调被测件在夹具中的正确定位与固定，避免应力引入像差。对焦对准是操作的核心难点和关键步骤，导则推荐了如MTF最大化、刀口响应中心对称等多种对焦判据，并指出需在所需测量视场和方位上进行。数据采集程序规定了扫描范围、采样间隔、信号平均次数等，以确保充分、准确地捕获线扩散函数或干涉图。数据处理部分则明确了原始数据预处理（如去本底、平场校正）、函数计算（如傅里叶变换、自相关运算）、归一化以及最终OTF/MTF/PTF表达的要求。完整的流程规范最大限度地减少了人为操作差异，保证了测量过程的规范性和结果的可复现性。0102从数据到决策：深度剖析光学传递函数测量结果的分析、及在光学设计优化中的关键指导作用超越单一数值：专家视角下的光学传递函数曲线形态分析及其与像差类型的精准关联一个合格的工程师不仅看特定频率下的MTF值，更能从MTF曲线的整体形态中诊断系统问题。导则为这种深度分析奠定了基础。例如，低频区MTF下降过快，常与渐晕或严重的离焦、场曲相关；中高频区域曲线出现“凹陷”或非单调下降，可能与特定空间频率的像差（如彗差、像散）或周期性误差（如衍射光栅效应）有关；曲线在高频截止频率前提前急剧跌落，可能是由较强的散射或低通滤波效应（如探测器像元尺寸过大）导致。PTF曲线的非线性则直接揭示了波前不对称性，如彗差、偏心的存在。通过将实测MTF/PTF曲线与不同像差理论下的模拟曲线进行对比，可以定性甚至定量地分离出主导像差类型和大小，为系统调试提供明确的诊断方向。0102从测量结果反演系统缺陷：如何利用多视场、多方位测量数据逆向推断光学系统的装调误差与工艺瑕疵综合性的测量数据是逆向工程系统状态的宝贵信息源。通过系统地测量多个视场点（中心、0.7视场、边缘等）和多个方位（子午、弧矢等）的光学传递函数，可以获得系统像差场的全景图。例如，若各视场MTF均较低，可能是整体离焦或球差过大；若边缘视场MTF明显低于中心且不对称，可能存在像散或彗差；若子午和弧矢方向的MTF差异随视场规律变化，是场曲和像散的典型特征。结合这些特征，可以逆向推断出具体的装调误差：如透镜偏心、倾斜、间隔误差，或镜片面形超差等。这种基于光学传递函数测量的诊断能力，使得测量不仅服务于“合格判定”，更深入到“工艺改进”和“装调指导”层面，极大提升了光学制造的闭环控制水平。光学传递函数指标在光学设计迭代中的闭环反馈机制：以测量验证驱动设计模型修正与公差分配的优化实践现代光学设计是一个“设计-制造-测量-反馈-再设计”的迭代过程。光学传递函数测量在此闭环中扮演着最终的“验证者”和“反馈源”角色。首先，将实测的MTF与设计软件预测的MTF进行对比，若存在系统性偏差，可能提示设计模型中的简化假设（如忽略胶合层、表面散射模型不准确）或材料参数（如折射率、均匀性）与实际不符，从而驱动模型修正。更重要的是，通过测量一批产品的光学传递函数，可以统计出各性能参数的实际分布，与设计阶段基于蒙特卡洛分析给出的公差预测分布进行比较。若实测分布比预测更宽，说明公差分配过松或工艺控制不足；反之，则可能意味着公差分配过严，造成成本浪费。这种基于实测数据的反馈，是优化公差分配、实现性能与成本最佳平衡的科学依据。聚焦行业核心痛点：深度解析复杂非对称、大视场及宽光谱光学系统的传递函数测量特殊方法与技术挑战非旋转对称与自由曲面光学系统的传递函数测量：应对像差场复杂化与测量方位定义模糊化的创新解决方案传统旋转对称系统，其像差场具有一定规律，测量少数几个视场和方向即可大致表征。但对于包含柱面、楔形棱镜或自由曲面的非对称系统，其像差场极为复杂，可能每个视场点的最优像面位置和像差构成都不同，且“子午”、“弧矢”方向的定义变得模糊。这对测量提出了挑战。解决方案包括：1）采用面阵探测器（如科学级CMOS/CCD）结合数字靶标（由空间光调制器产生），实现对视场内多点、多方向的快速并行测量。2）发展基于矢量衍射理论或广义光瞳函数的OTF计算方法，以适应非对称光瞳。3）重新定义测量基准，例如以系统出瞳的几何特征或主光线坐标系来定义测量方位。导则需在未来修订中考虑对这些特殊系统的测量导引，推动前沿光学制造的标准化进程。超大视场光学系统（如鱼眼镜头）的测量挑战：从平面像面到曲面像面映射的校正与全视场性能评价体系的构建鱼眼镜头等超大视场（甚至全半球视场）系统，其像高与视场角呈非线性关系（如等立体角投影），且理想像面通常是一个曲面而非平面。使用平面探测器测量时，边缘视场会因偏离理想像面而严重离焦，测得的MTF不能反映真实性能。挑战在于：1）如何校正或补偿这种场曲带来的测量误差。方法包括使用曲面探测器阵列（成本高），或通过软件根据已知的像面形状对测量数据进行重聚焦和重映射计算。2）如何构建合理的全视场评价体系。不能简单沿用传统视场归一化坐标，而需要建立以视角为变量的MTF函数，并关注关键视角区域（如中心、对角线、边缘）的性能。这要求测量装置具备大范围、多自由度的精密运动能力，以将探测器准确对准到各视场的实际像点处。0102宽光谱与多谱段光学系统（如复消色差镜头、多光谱相机）的光学传递函数测量：应对色差与探测器光谱响应匹配的综合策略对于宽光谱工作（如白光成像）或工作在多个离散谱段的光学系统，其光学传递函数是波长的函数。简单使用单一波长光源测量不足以评价其性能。核心挑战是色差和探测器匹配：1）系统存在的轴向色差和倍率色差意味着不同波长的最佳像面位置不同。测量策略包括：在设计的“主波长”下测量；使用白光光源配合窄带滤光片轮在不同波长下分别测量；或使用光谱仪作为探测器，实现像面光谱维度的分辨测量。2）探测器的光谱响应须与系统实际使用时的探测器（如相机芯片）匹配，否则测得的MTF无法反映真实系统的性能。因此，宽光谱测量通常需要明确测量条件（光源光谱、探测器响应）并记录在案，或直接使用最终集成的真实探测器进行测量。这要求测量系统具备灵活的光谱配置能力。0102专家前瞻：光学与计算融合时代，光学传递函数概念与测量技术将如何演变以应对计算成像新范式从“光学传递函数”到“系统传递函数”：深度剖析在计算成像链路中，算法处理对最终成像质量的贡献及其测量表征困境在计算成像中（如计算摄影、光场成像、叠层成像），最终图像是光学捕获的原始数据经过复杂数字算法重建得到的。传统的光学传递函数只描述了从物到光学原始像（或传感器电信号）的传递特性，而算法可能极大地提升分辨率、扩大景深、纠正像差。因此，需要一个新的评价框架，定义“系统传递函数”，它涵盖光学、传感器和算法的整体性能。挑战在于：1）算法可能是非线性的、内容相关的或迭代的，传统线性系统理论可能不完全适用。2）如何分离光学、传感器和算法各自的贡献？可能的测量表征方法包括：使用已知的、算法可处理的特定测试图案；比较算法处理前后图像的频谱变化；或为特定类型的计算成像系统开发专用的“任务专用”评价函数。这将是标准测量理论面临的深刻变革。面向相位恢复与相干成像系统的特殊传递函数需求：探究适用于全息、叠层成像等技术的广义相干传递函数测量方法传统光学传递函数主要针对非相干或部分相干光照明的成像系统。对于全息术、相干衍射成像、叠层成像等完全相干或部分相干的成像系统，其性能评价需要基于相干传递函数或光学传递函数的相干形式。CTF由系统的光瞳函数直接决定，它描述了复振幅的传递能力。测量CTF需要相干光源（如激光）和测量复振幅（即同时获取振幅和相位信息）的能力，这通常通过干涉测量法实现。对于叠层成像等计算相干成像，其“系统传递函数”还包含了迭代算法的收敛特性。因此，未来需要发展适用于这些新兴成像模式的标准化测量导则，定义其传递函数，并建立从相干测量结果预测非相干成像性能（反之亦然）的理论桥梁，以统一不同成像体制下的质量评价语言。0102深度学习端到端优化设计下的光学传递函数角色变迁：当光学元件与算法联合设计时，如何测量与评价这种“非传统”光学系统的性能深度学习正在颠覆光学设计范式，出现了一种端到端的联合设计方法：将光学元件（如衍射光学元件、编码掩模）的参数和后续重建网络的权重一同进行优化，以实现特定的成像任务（如分类、超分辨）。这种设计产生出的光学元件，其面形可能非常怪异，传统像差理论无法描述，其单独的光学传递函数可能很差，甚至无法形成清晰像。但结合专用算法后，整个系统在特定任务上表现优异。此时，传统意义上的光学传递函数测量可能失去意义。评价重点转向“任务性能”，如目标识别准确率、重建图像的特定失真度量。然而，在基础研究层面，仍需要发展新的测量