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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 8aW<lu  
    D*ZswHT{y  
    FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 l@>@2CB  
    y.::d9v  
    建立系统 1c4:'0  
    BKu< p<  
    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。 ~FnY'F<35  
    c>wn e\(5H  
    v+'*.Iv:  
    2FEi-m}  
    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。 R HmT$^=  
             n"nfEA3{`  
         ]vH:@%3U  
                   &PFK0tY  
    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。 seZb;0  
    E*QLw* H  
    S4 s#EDs  
    ;G*)7fi  
    "1rT> ASWI  
    igF<].'V  
    dHtEyF  
    b T** y?2  
    ~ F>'+9?Sn  
        
    vHb^@z=  
    分析 WpC9(AX5g  
    2g;Id.i>  
    这个系统的点扩散函数: STz@^A  
      •    Log (Normal PSF) EEiWIf&S,  
    •    λ = 0.55 mm t<e3EW@>>  
    •    0.32 waves 3rd order spherical &a'LOq+r'  
    •    EPD = 10 mm c9+yU~(  
    •    f/# = 9.68 *C.Kdf3w  
    点扩散函数如下图: HP:[aR!2P  
    rGay~\  
    #j"GS/y"  
           f0*_& rP  
    Qki? >j"  
    系统的点扩散函数是: 593!;2/@  
    •     Log (Normal PSF) 0+AMN-  
    •     λ = 0.55 mm *TPWLR ^  
    •     1 wave 3rd order spherical D0h6j0r 5  
    •     EPD = 13.31 mm kv<(N  
    •     f/# = 7.27 hd)WdGJp  
    点扩散函数如下图: $}=r 45e0K  
    'a>D+A:  
    JI /iq  
    ~w}=Oby'y  
    演算 ^grDP*;W  
    dcfwUjp[  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: *pyC<4W  
               tMyMA}`  
    (t,mtdD#1  
    oslj<  
    在这个等式中变量定义如下: XY<KLO%  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) 8tzL.P^  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) h;~NA}>  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx D[{"]=-  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); nPH\Lra  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) =`l><  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) <}F(G-kV6  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) SBY0L.  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 \jAI~|3  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ;Hb"SB  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) T#HF! GH]  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) X7?j90tH  
    •     F == focal length(焦距) /bmkt@$-0  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) }d@;]cps  
    ri4:w_/{,Y  
    比较 u\km_e  
    rw?wlBEG%  
    在下图中: .ZM0cwF  
    透镜EPD=10mm 1[\I9dv2  
    截止频率=184lp/mm WN o+%  
    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。 _B\87e  
         5Hs !s+  
    /mwDVP<z /  
    在下面的图表中: ACF_;4%&  
    透镜EPD=13.31 mm 6mjD@  
    截止频率=250 lp/mm ^c| 0?EH  
    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 !ZzJ&  
         |V^f}5gd  
    )4H0Bz2G  
    S e(apQH  
    杂散光对评价函数的影响
    2 S2;LB  
    biVsbxYurq  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Uh^j;s\y  
    ;}k_  
    EdZNmL3cB  
    w<Iq:3  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: i(xL-&{  
    ?yA 2N;  
    -#g0  
    k0xm-  
    7 *4i0{]  
    QQ:2987619807 8qT^=K $  
     
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