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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 c<qJs-C4;  
    f<3r;F7  
    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。 83"C~xe?p4  
    niM(0p  
    建立系统 H Sk}09GV  
    C6b(\#g(  
    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。 >Q^*h}IdW  
    {*4Z9.2c*  
    )i>T\B  
    dtq]_HvTJ  
    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。 T}A{Xu*:+H  
             ;4]l P  
         cGjkx3l*  
                   F ?TmOa0  
    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。 885 ,3AdA  
    1uhSP!b  
    rkWW)h(e  
    px_%5^zRQ  
    1Aa=&B2  
    u\G\KASUK%  
    Z7R+'OC  
    '~'3x4Bo  
    j-etEWOTr  
        
    J)Td'iT(  
    分析 V?cUQghHg  
    jl4rEzVu  
    这个系统的点扩散函数: R0mWVgoz  
      •    Log (Normal PSF) S>p>$m, Q  
    •    λ = 0.55 mm YY<e]CriU  
    •    0.32 waves 3rd order spherical P(Hh%9'(  
    •    EPD = 10 mm Y~M  H  
    •    f/# = 9.68 \7,'o] >M-  
    点扩散函数如下图: \Tj(]  
    hC =="4 -  
    O k~\  
           _&m   
    ;q$O^r~  
    系统的点扩散函数是: Q}jl1dIq  
    •     Log (Normal PSF) :!Tb/1  
    •     λ = 0.55 mm I*K~GXWs#  
    •     1 wave 3rd order spherical Fc<+N0M{  
    •     EPD = 13.31 mm \D #NO  
    •     f/# = 7.27 x_5H_! \#  
    点扩散函数如下图: vd<" G}  
    #VEHyz6P  
    1cdM^k  
    -gV'z5  
    演算 SSF4P&  
    Oj0/[(D-  
    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: ToVm]zPOUt  
               _\LAWQ|M4[  
    up7]Yy;o=  
    b=+'i  
    在这个等式中变量定义如下: Sc*O_c3D  
    •     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) Tce2]"^;  
    •     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) 6(}8[i:  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx l8hOryB&  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); O(PG"c  
    •    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, ...) 9YpD\H`  
    •   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) 'DQKpk'  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) &a p{|>3  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 OE/O:F:1j  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 /wL}+  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) v7/qJ9l  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) eg-,;X#  
    •     F == focal length(焦距 Bn/ {J  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) D[)g-_3f6<  
    LEkO#F(  
    比较 @D rMaTr  
    ;p#)z/zZ  
    在下图中: b^\u P  
    透镜EPD=10mm m$:o+IH/  
    截止频率=184lp/mm MD S;qZx=  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 a<M<) {$u  
         =?3D:k7z  
    yla&/K;|*  
    在下面的图表中: Xb=9~7&,$  
    透镜EPD=13.31 mm P-VK=Y1q  
    截止频率=250 lp/mm W9?Vh{w  
    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 [(Pm\o  
         w7 ]@QTC  
    'kK}9VKl  
    iP;X8'< BC  
    杂散光对评价函数的影响
    CC>]Gc7  
    b$+.}&M  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 QOkPliX  
    @ Sw[+`  
    fNc3&=]]  
    #!KbqRt  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 5~CHj  
    }Z- ]m  
    B`} ?rp  
    Mjrl KI}f/  
    %J?;@ G)r  
    QQ:2987619807 keEyE;O}u  
     
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