不匹配的 f 數法可用于提高衍射效率性能。通過使用較慢的照明 f 數（f 數更大）和較快的投影 f 數（f 數更小），衍射效率會提高，因為反射照明光束發出的更多衍射光被收集到投影透鏡孔徑中。一個示例案例是具有 7.56μm 間距 DMD、f/3 照明和 f/2.4 投影光學元件的系統，如圖 4-8 所示。在 f/2.4 照明和 f/2.4 投影匹配的情形中，平均衍射效率為 83.9%，而在 f/3 照明和 f/2.4 投影不匹配的情形中，平均衍射效率為 90.5%。該方法適用于 DMD 器件。改進的裕度在很大程度上取決于所選的 f 數和所使用的 DMD 微鏡尺寸。

較大照明 f 數（照明系統展度較小）不會顯著降低投影儀光照輸出的直接激光系統可從不匹配的 f 數技術中受益。在照明和投影 f 數匹配的較慢 f 數系統中，與 f 數匹配的較快系統相比，給定衍射效率曲線的局部最小值更低。通過使用不匹配的 f 數技術，可以大大提高這種衍射效率，從而使衍射效率遠高于 f 數匹配的系統所能提供的效率。以這種方式實現的 f 數不匹配會使衍射效率曲線中的峰值到谷值差異變平或減小。

不匹配的 f 數技術會對衍射效率的某種系統對比度進行折衷。系統對比度介于投影和照明路徑中較低的匹配 f 數和較高的匹配 f 數之間。例如，對于照明為 f/3 且投影為 f/2.4 的 f 數不匹配的系統，對比度高于 f/2.4 匹配的投影系統，但低于基于同一 DMD 構建的 f/3 匹配的投影系統。