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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 A.UUW  
    g/13~UM\  
    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。 $=?@*p  
    d GP*O  
    建立系统 !x'/9^i~v  
    G\NPV'  
    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。 tpuYiL  
    ioPUUUb)  
    u^029sH6j  
    q&:=<+2"  
    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。 4Vq%N  
             vFEQ7 qI  
         \c^45<G2qA  
                   }MUn/ [x  
    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。 H4]Ul eU  
    Ytgj|@jsp  
    UwC=1g U  
    G9JAcO1  
    svXR<7) #  
    G\T fL^A  
    vX]Gf4,  
    oPPX&e@=s]  
    ZcYh) HD  
        
    mS0udHod  
    分析 Ie%EH  
    /rSH"$  
    这个系统的点扩散函数: qY[xpm  
      •    Log (Normal PSF) %\i9p]=  
    •    λ = 0.55 mm 10H)^p%3+  
    •    0.32 waves 3rd order spherical H:"ma S\I  
    •    EPD = 10 mm z3uW)GQ.  
    •    f/# = 9.68 .CFa9"<  
    点扩散函数如下图: @O[5M2|r  
    *}8t{ F@k  
    [LRLJ_~g5  
           MX+ Z ?  
    \rPbK+G.  
    系统的点扩散函数是: I" KN"v^  
    •     Log (Normal PSF) \}]!)}G  
    •     λ = 0.55 mm ^n+!4(@=  
    •     1 wave 3rd order spherical <I"S#M7-s  
    •     EPD = 13.31 mm FN[{s  
    •     f/# = 7.27 1IVuSp`{FU  
    点扩散函数如下图: |<O9Sb_  
    2YDM9`5xs\  
    dXnl'pFS  
    )Y)pmjZaG  
    演算 tr7<]Hm:  
    $HJwb-I  
    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: <vwkjCA`  
               gJM`[x`T  
    8n>9;D5n  
    `:axzCrCfR  
    在这个等式中变量定义如下: Zv#Ll@v  
    •     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) ~9j%Hm0ht  
    •     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) GQ |Mr{.;  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx K#"O a h  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 5<w g 8y  
    •    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, ...) k?'B*L_Mzv  
    •   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) ."FuwKSJCo  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) p QizJ6  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 >KJ+-QuO&  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 yiO. z  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 50={%R  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ttu&@ =  
    •     F == focal length(焦距 >;[*!<pfK5  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) tToTxf~  
    @9"J|}  
    比较 ~ yX2\i"  
    8]LD]h)B"  
    在下图中:  =kuMWaD  
    透镜EPD=10mm =W'Ae,&  
    截止频率=184lp/mm 8-O)Xx}cU  
    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。 S9#)A->  
         qT^I?g"!  
    uS^Ipxe\  
    在下面的图表中: bcYF\@};  
    透镜EPD=13.31 mm hvaSH69*m  
    截止频率=250 lp/mm Gy(=706  
    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 vuYSVI2=H  
         V 0rZz  
     E@b(1@  
    L+q/){Dd(  
    杂散光对评价函数的影响
    yNbjoFM.i  
    q*9!,!e  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 -(=eM3o-9m  
    9B9(8PVG  
    ,l)^Ft`5  
    1Yn +<I  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: hzvd t  
    <Sr  
    O`<KwUx !  
    SBS3?hw  
    \7'+h5a  
    QQ:2987619807 aYSCw 3C<  
     
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