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    [分享]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-13
    描述 9F)+p7VJq  
    SYRr|Lg  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 x zu)``?  
    |uI d:^ {  
    建立系统 ms8de>A|H  
    yEyx.Mh.Af  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ;rYL\`6L  
    /"?yB$s  
    }.ZX.qYX  
    #qY`xH'>  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ?U.+SQ  
             hAtf)  
         B-PN +P2  
                   <dl:';@a-  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 @S\!wjl]C  
    :UM>`Y  
    rpH ,c[D  
    2%UzCK  
    -qaJ@T+J+7  
    +U{8Mj  
     |`[0U  
    #'[4k:  
    5'wWj}0!%  
        
    chk1tFV  
    分析 &SuWmtq  
    F,+nj?i!  
    这个系统的点扩散函数: (~ro_WC/I  
      •    Log (Normal PSF) a(RTb<  
    •    λ = 0.55 mm [Ak L6  
    •    0.32 waves 3rd order spherical  @v &hr  
    •    EPD = 10 mm K}7E;O5m"  
    •    f/# = 9.68 l#u$w&  
    点扩散函数如下图: r(WR=D{  
    ?D ?_D,"C  
    mh&wvT<:{  
           o;5 J=  
    Em8q1P$tm>  
    系统的点扩散函数是: =y+gS%o$  
    •     Log (Normal PSF) Gy 0 m  
    •     λ = 0.55 mm -{[5P!  
    •     1 wave 3rd order spherical T40&a(hXQ  
    •     EPD = 13.31 mm U4;r.#qw,  
    •     f/# = 7.27 :"QR;O@  
    点扩散函数如下图: M ,!Dhuas  
    MiHa'90{K  
    W;%$7&+0  
    "LZQ1P*ef$  
    演算 ZNWo:N8;  
    j#4 Iu&YJ  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ZcJa:  
               b>g&Pf#N!  
    |Z6M?n  
    pUbf]3 t  
    在这个等式中变量定义如下: N,kPR  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) n!Hj4~T0  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) 2kukQj (n  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 4-j3&(  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); _yx~t  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) iM \3~3'  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) @ ;T|`Y=7  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) RHO | g0  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 1M@OBfB8  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 _A]8l52pt  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) S+wy^x@@  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 8w4-Ud*$i  
    •     F == focal length(焦距 .+ezcG4q  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) LAs#g||M  
    |!t &ZpdD  
    比较 A]<+Aq@{  
    &~4;HjS  
    在下图中: oVZI ([O  
    透镜EPD=10mm Q)]C~Q  
    截止频率=184lp/mm (U_`Q1Jo  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 y5@#le M  
         tL#~U2K  
    |)TI&T;k  
    在下面的图表中: h2S!<  
    透镜EPD=13.31 mm qStZW^lFeY  
    截止频率=250 lp/mm TEJn;D<1I,  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm ;*{"|l qe  
         "rl(%~Op  
    ) wZ;}O  
    1`sLbPW  
    杂散光对评价函数的影响
    `GDWy^-Q+!  
    1>yh`Bp\=  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 z:Y Z]   
    w]@H]>sHd  
    e:9s%|]T  
    C4[)yJ  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: og[cwa_  
    9-/u _$  
    7y?aw`Sw:  
    *VX"_C0Jy=  
    EjA3hHJ  
    QQ:2987619807 CE5A^,EsB  
     
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