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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 mb?yG:L=0b  
    1=#`&f5f&  
    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。 m@"!=CTKd  
    E6BW&Xp  
    建立系统 '?Hy"5gUA  
    $^`hu%s,~  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ?ILNp`k  
    F5)Ta?3|"<  
    e3',? 5j  
    wwE9|'Ok  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 GAPZt4Z2  
             P]INYH  
         w=O:|Xu#*  
                   v]vrD2L  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 4|x5-m+T  
    .bew,92  
    w[loV  
    |h8C}P&Z  
    V$^x]z  
     M3u[E  
    LP.-  
    0wxQ,PI1'  
    G=\rlH]N  
        
    `5h$@  
    分析 0]NjsOU =  
    l--xq^,`o]  
    这个系统的点扩散函数: LvE|K&R|  
      •    Log (Normal PSF) sp'q=^t  
    •    λ = 0.55 mm H2rh$2  
    •    0.32 waves 3rd order spherical h&[!CtPm  
    •    EPD = 10 mm !/Hln;{  
    •    f/# = 9.68 wG19NX(  
    点扩散函数如下图: ])0&el3-  
    @$Z5A g!  
    Hk$|.TjzI  
           P0UMMn\-#  
    k|a{ |2p  
    系统的点扩散函数是: Cl i k  
    •     Log (Normal PSF) (r:WG!I,  
    •     λ = 0.55 mm , lT8gQ|u  
    •     1 wave 3rd order spherical 3-tp94`8}t  
    •     EPD = 13.31 mm h&.9Q{D  
    •     f/# = 7.27 nn5S7!  
    点扩散函数如下图: oa47TqFt  
    >0B [  
    dzggl(  
    @v@'8E Q  
    演算 $ 'HiNP {c  
    &)<]AG.vd!  
    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: E70  
                m ,qU})  
    2{#*z%|z  
    Z A7u66  
    在这个等式中变量定义如下: ,tmo6D62  
    •     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) $;"@;Lj%,  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) C n4|qX"&t  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx rDm>Rm=  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); o %Pi;8  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) u[fQvdl  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)  LlnIn{C  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) V|<qO-#.  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 {n #  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 *slZ17xg  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) vqv(KsD+::  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) P4Wd=Xoz6  
    •     F == focal length(焦距 _/ P"ulNb  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) g`3g#h$  
    dax|4R  
    比较 ~d){7OG  
    (|h<{ -L  
    在下图中: 32YE%  
    透镜EPD=10mm ?jz{fU  
    截止频率=184lp/mm ?AYI   
    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。 t[)z/[ m  
         ]^ZC^z;H  
    9S.R%2xw`  
    在下面的图表中: 'HPw5 L  
    透镜EPD=13.31 mm iTqv=  
    截止频率=250 lp/mm LP#CA^*S  
    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 p^\>{  
         pl|< g9  
    z&cfFx#h)  
    lr,hF1r&Y  
    杂散光对评价函数的影响
    K xh)'aal  
    PY)C=={p  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 [sACPn$f  
    ~'v^__8  
    Xqf"Wx(X  
    &hjrJ/'^  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: klv^310  
    %D e<H*  
    LPewoAXO  
    V +*Vi^  
    ww+XE2,  
    QQ:2987619807 Lu1>A {et  
     
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