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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 -_Iuvw  
    &sPu 3.p  
    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。 IRDD   
    ]GHx<5Q:\  
    建立系统 AzBpQb*  
    e-o$bf%  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 CQ%yki  
    s!BZrVM%I`  
    < 'qtqUL\  
    V-9z{  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 #*K!@X  
             QmB,~x{j>  
         ?B,B<@='%  
                   N6-bUM6%I  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ~;Xkt G:  
    /B9jmvj`  
    }=."X8zOI8  
    |teDe6 \m  
    ,k3aeM~`%w  
    Bc y$"F|r  
    ;]h:63 S  
    @-qC".CI  
    Y~bGgd]T  
        
    \ 8X8N CM  
    分析 Z})n%l8J]p  
    4&LoE~  
    这个系统的点扩散函数: F1o"H/:n  
      •    Log (Normal PSF) -Qco4>Z8  
    •    λ = 0.55 mm } "ts  
    •    0.32 waves 3rd order spherical \OXKK<^$uK  
    •    EPD = 10 mm ed)!Snz   
    •    f/# = 9.68 u~d&<_Z  
    点扩散函数如下图: U_,K_6vj  
    MtO p][i  
    '}wYSG-  
           ?|9$o/Q}  
    D+  **o  
    系统的点扩散函数是: {VE$i2nC8  
    •     Log (Normal PSF) KBFAV&  
    •     λ = 0.55 mm xR;-qSl7Ms  
    •     1 wave 3rd order spherical _j2h3lCT  
    •     EPD = 13.31 mm Iq[,)$  
    •     f/# = 7.27 #8d$%F))  
    点扩散函数如下图: SB[,}h<u1  
    Cx/duod p  
    B1Iq:5nmoS  
    t`mLZ <X  
    演算 $rC`)"t  
    8Lpy`He  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 7e"(]NC84  
               9?W38EF  
    .*g;2.-qv&  
    yMa5?]J  
    在这个等式中变量定义如下: <cz~q=%v2&  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) G:rM_q9\u  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) P5P<-T{-c  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx b\\?aR |  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Va/ p   
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) y!^RL,HIL  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ':w6 {b  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) c~|/,FZU'  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 <`9:hPp0  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 &,&oTd.  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) GOwd=]e  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) V*'9yk"  
    •     F == focal length(焦距 U%45qCU  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) y K&)H+v  
    d*,|?Ar*b  
    比较 :7!/FBd  
    wL 5).`oq  
    在下图中: ?I 1@:?Qi  
    透镜EPD=10mm aTs_5q  
    截止频率=184lp/mm RGtUKr'  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。  m|"MJP  
         9HEc=,D|  
    D\V}Eo';6  
    在下面的图表中: ^?xXP=/  
    透镜EPD=13.31 mm =8dCk\/  
    截止频率=250 lp/mm g}qK$>EPS  
    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 D0k7)\puQ  
         +TAm9eDNV  
    +dh]k=6  
    >k\*NW  
    杂散光对评价函数的影响
    km<~H w>Z  
    xHr  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 3nK'yC  
    >uJrq""+  
    "3j0)  
    up2%QbN(  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: iKS9Xss8  
    U0N[~yW(t1  
    %r!#  
    H_8@J  
    "| Q&  
    QQ:2987619807 ln=zGX.e  
     
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