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    [分享]MTF计算 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    光币
    23022
    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-13
    描述 2EN}"Du]mj  
    ADB)-!$xoi  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 d)D!np=  
    *8;<w~  
    建立系统 {D(l#;,iX2  
    F$|:'#KN  
    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。 Qb%; |li  
    j)@{_tv6;  
    h6<i,1gQ1  
    . .S3-(xW  
    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。 OpU9:^ r  
             '+j;g  
         4KSq]S.  
                   .f;@O qU  
    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。 :pz@'J  
    #Cy3x-!  
    p[At0Gc L  
    I8B0@ZtV  
    8y_(Iu|:  
    =A{'57yP  
    X%JyC_~<  
    7IkEud  
    ;#IrHR*Bk  
        
    ?MmQ'1N  
    分析 gi5X ,:[  
    4${3e Sg_  
    这个系统的点扩散函数: _y>drvg  
      •    Log (Normal PSF) yM9>)SE5`  
    •    λ = 0.55 mm C!+PBk[9  
    •    0.32 waves 3rd order spherical z j#<X  
    •    EPD = 10 mm hJSWh5]  
    •    f/# = 9.68 V lO^0r^z  
    点扩散函数如下图: M2d&7>N  
    /-^J0f+l3  
    'W54 T  
           KydAFxUb  
    I?%q`GyP5  
    系统的点扩散函数是: y!R9)=/M  
    •     Log (Normal PSF) K^tc]ZQ  
    •     λ = 0.55 mm /YJBRU2  
    •     1 wave 3rd order spherical ;pOV; q3j  
    •     EPD = 13.31 mm 5=p<"*zJ  
    •     f/# = 7.27 AGS(ud{  
    点扩散函数如下图: BI*0JKQu  
    B^zg#x#8  
    G973n  
    IuAu_`,Ndi  
    演算 )8}k.t>'s  
    & ?5)Jis:  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ya^8mp-  
               fGs\R]  
    0]MD ?6-  
    yENAcsv  
    在这个等式中变量定义如下: 7 <]YK`a2d  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Z(R0IW  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) :)B1|1  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx xt "-Jmox  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); =ONM#DxH  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) <n~.X<6V'  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ~OxFgKn23&  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) S*J\YcqSC  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 8Exky^OT|  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 q{b-2k  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 3W#E$^G_v  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 4t/?b  
    •     F == focal length(焦距 es%py~m)  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) g=qaq  
    EowzEGq!a5  
    比较 :5T=y @  
    FU .%td=:  
    在下图中: 6o9&FU  
    透镜EPD=10mm 8==M{M/eM  
    截止频率=184lp/mm >py[g0J  
    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。 k2,`W2] ^E  
         H`URJ8k$Q  
    VGxab;#,:3  
    在下面的图表中: F!/-2u5gF  
    透镜EPD=13.31 mm whP5 u/857  
    截止频率=250 lp/mm 9(z) ^ G  
    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 .;ofRx<  
         2g?q4e,  
    Ef ?|0Gm  
    8+".r2*_iO  
    杂散光对评价函数的影响
    y3QS! 3I  
    OU#p^ 5K  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 8tna<Hx  
    Wc!]X.|9*  
    hmG8 {h/  
    afD {w*[8  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 34k>O  
    ~%M*@ fm  
    #9.%>1{6Y  
    8JF<SQ  
    XD0a :T)  
    QQ:2987619807 +_bxza(ma{  
     
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