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    [分享]MTF计算 [复制链接]

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    光币
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-13
    描述 )q_,V"  
    A x8>  
    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。 ?MFC(Wsh  
    #d %v=.1  
    建立系统 B bmw[Qf\  
    &'12,'8  
    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。 F'[Y.tA ,#  
    #9TL5-1y  
    L;:PeYPL  
    S*G^U1Sc+  
    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。 D,.`mX  
             }Y7P2W+4?  
         E'{:HX  
                   {D8opepO)  
    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。 t8RtJ2;  
    <7`k[~)VB  
    z{3`nd,  
    (enr{1  
    VE]TT><  
    $MDmY4\  
    w%`S>+kX&  
    }OIe!  
    f`ibP6%  
        
    <UO[*_,\  
    分析 l7T?Yx j  
     cRK Lyb  
    这个系统的点扩散函数: ?a,#p  
      •    Log (Normal PSF) xT&/xZLT  
    •    λ = 0.55 mm #Db^*  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ]+,L/P  
    •    EPD = 10 mm 40=u/\/K  
    •    f/# = 9.68 r[ k  
    点扩散函数如下图: " TCJT390  
    uM 'n4oH  
    >{Ayzz>v  
           |(tl a_LE  
    <=|^\r !}&  
    系统的点扩散函数是: pWE(?d_M{G  
    •     Log (Normal PSF) {w3<dfJ  
    •     λ = 0.55 mm N>EMVUVS  
    •     1 wave 3rd order spherical 'J*'{  
    •     EPD = 13.31 mm L:_{bE|TY  
    •     f/# = 7.27 nt_Cb*K<  
    点扩散函数如下图: sQ\HIU%]  
    =W')jKe0  
    }#.OJub  
    M3UC9t9]  
    演算 ?r|iZKa  
    .I|b9$V  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: x Y$x= )  
               n'vdA !R  
    ? Lxc1  
    /Cwwz  
    在这个等式中变量定义如下: $27OrXQ|  
    •     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) !_+FuF"@  
    •     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) r-S%gG}~E  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx V&j]*)  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); KgYQxEbIW  
    •    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, ...) q@S \R 7R  
    •   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) {TJ "O  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) D dwFKc&  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 jp_)NC/~g  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 yo_zc<  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) IV1O/lGp  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 1:7 fV@jw  
    •     F == focal length(焦距 p:tp |/  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) N 49{J~  
    ci? \W6  
    比较 u-.5rH l  
    ORX<ZO t1  
    在下图中: ?gAwMP(>  
    透镜EPD=10mm Iw] ylp  
    截止频率=184lp/mm D)4#AI  
    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。 -{A64gfFxT  
         jN= !Q&^i[  
     m5J@kE%  
    在下面的图表中: qMVuBv  
    透镜EPD=13.31 mm EN ^L.q9#  
    截止频率=250 lp/mm o6x8j z  
    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 w"kBAi&  
         S h5m+>7K  
    `|nJAW3  
    |w~*p N0  
    杂散光对评价函数的影响
    s 64@<oU<"  
    @QpL*F  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃  R'_F9\  
    LCIe1P2  
    l9%ckC*q  
    m(xyEU  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: phA{jJy?  
    Wl&6T1A`"  
    R Ee~\n+P^  
    Y^#>3T  
    BUL<FTg  
    QQ:2987619807 ;l `(1Q/  
     
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