تصميم وتنفيذ منصة بصرية لقياس ﺗﺎبع نقل التعديل (MTF)للأنظمة البصرية في اﻟﻤﺠال المرئي

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

تأتي أهمية النظم البصرية في الوقت الحالي من كونها أصبحت ذات تطبيق واسع في العديد من المجالات (فلكية، طبية، عسكرية وغيرها). ولذلك تتزايد أعمال البحث العلمي المتعلقة بالأنظمة البصرية وكيفية تقييم أدائها، ويعتمد هذا التقييم التقليدي على المعايير البصرية المطوّرة مثل توزع الطاقة في خيال نقطة مضيئة (PSF: Point Spread Function) أو تابع نقل التعديل (MTF: Modulation Transfer Function) الناتج عن التحليل العددي للتصميم، والذي يعطي تقييماً موضوعياً وكاملاً لنوعية الخيال عند كافة الترددات المكانية من حيث التباين وقدرة الفصل معاً. وبالتالي يمكن أن يكون هذا التقييم وسيلة مفيدة لمراقبة الإنتاج البصري الكمي. ومن هنا جاءت فكرة هذا البحث في تصميم وتنفيذ منصة بصرية محلية (Compact) لقياس تابع نقل التعديل للأنظمة البصرية خلال زمن قصير (عشر دقائق)، مع إمكانية استثمارها من قبل مستخدم عادي. وتتلخص نتائج هذا العمل بما يلي: تم البحث في طرق قياس تابع نقل التعديل (مسح خط – مسح حافة – شبكة بارات مربعة – شبكة بارات جيبية) واختيار الطريقة الأفضل التي تعطي قيماً أكثر دقة وأقرب للحقيقة، مع دراسة لتأثير عرض الشق في حال مسح الخط على قياس تابع نقل التعديل. تم تصميم وتنفيذ مسدّد ضوئي (Collimator) مع الكتلة المولّدة للجسم والتحقق العملي من أدائه. تم اختيار حساس CCD مناسب للقياس ودراسة أثر عرض البكسل على قياس تابع نقل التعديل للأنظمة البصرية. تم تصميم خوارزمية وتطبيقها بلغة البرمجة دلفي لحساب ورسم تابع نقل التعديل. تم تصميم وتصنيع منصة صغيرة الحجم (Compact) لقياس تابع نقل التعديل، قابلة للحمل وسهلة الاستخدام من قبل ورشات القياس والضبط البصري. تم تجميع وضبط دقيق للمنصة المصنعة، مع إجراء التجارب العملية على عدد من الأنظمة البصرية ومقارنتها مع القيم التصميمية في برنامج التصميم البصري (Zemax) وجهاز (SIRA) ومقياس التداخل، حيث أعطت المنصة المصممة نتائج أكثر دقة بخطأ نسبي لا يتجاوز 3%. تم حساب ارتيابـات القياس وإجراء دراسة تحليلية لتأثير الميلان (Tilt) وعدم التمركز (Decenter) الناجمين عن مراحل التصنيع البصري على حساب تابع نقل التعديل.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

06b8abcd-ff68-47dc-8d43-a0ab5f1b6582

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

841098_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

Design and Development of an optical platform to measure the modulation transfer function (MTF) of optical systems in the visual range

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"رضوان اللحام","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"سماح الحفة","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"منال الشامي","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

Arabic

المصدر والدورية

اسم المصدر

تصميم وتنفيذ منصة بصرية لقياس ﺗﺎبع نقل التعديل (MTF)للأنظمة البصرية في اﻟﻤﺠال المرئي

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

The importance of optical systems at the present time comes from the fact that they have become widely applied in many fields (astronomical, medical, military, etc.). Therefore, scientific research has increased to find the optimal design of optical systems and evaluate their performance. During the twentieth century, this evaluation traditionally depended on developed optical criteria such as the Point Spread Function (PSF) or the Modulation Transfer Function (MTF), which result from numerical analysis of the optical design. These provide a complete and objective evaluation of image quality in terms of contrast and resolution at all spatial frequencies. Hence, this method can be a useful tool for monitoring quantitative optical production. The idea of this research is to design and develop a local optical platform (compact) to measure the modulation transfer function of optical systems within a short time (ten minutes), with the possibility of being used by an ordinary operator. The results of this work can be summarized as follows: Research into methods of measuring the modulation transfer function (line scan, edge scan, square bar grid, sine bar grid) has been carried out, and the best method that provides more accurate and realistic values was selected. A study of the effect of slit width in line scan measurements has also been performed. A Collimator and object generator block were designed and practically tested. A suitable CCD sensor was selected for measurement, and the effect of pixel width on modulation transfer function measurement of optical systems was investigated. An algorithm was developed and implemented using Delphi programming language to calculate and plot the modulation transfer function. A compact, portable platform for measuring the modulation transfer function was designed and manufactured, which can be easily used by optical measuring and adjustment workshops. The platform was assembled and finely adjusted, and practical experiments were carried out on several optical systems. The results were compared with theoretical values from optical design software (Zemax) and practical results from the SIRA device and interferometer. The developed platform gave more accurate results with a relative error not exceeding 3%. Measurement uncertainties were calculated, and an analytical study of the effect of tilt and decenter errors, resulting from the optical manufacturing process, on the modulation transfer function calculation was conducted.

كلمات الباحثين

لنظم البصرية - تابع نقل التعديل (MTF) - دالة انتشار النقطة (PSF) - منصة بصرية مدمجة - حساس CCD

إشراف وإعداد

الإشراف

رضوان اللحام, منال الشامي

الإعداد

سماح الحفة

الاقتباسات الببليوغرافية