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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 9]C%2!Ur,  
    *'w?j)}A9g  
    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! {]CZ"@  
    )_n=it$  
    建立系统 eWWqK9B.-  
    Znw3P|>B  
    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。 9Js+*,t  
    HK NT. a  
    A=W:}szt]  
    y%Rq6P=4Q  
    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。 'uC=xG.*}  
             k,eo+qH.Hz  
         C19}Y4r:  
                   mqtX7rej  
    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。 D*&#}c,*  
    n g%~mt  
    v}LI-~M>U  
    ?wP/l  
    `=V p 0tPI  
    "%}24t%  
    (/7b8)g  
    j*\oK@  
    N TcojA{V$  
        
    a8$4  
    分析 x8w l  
    / 3eGt7x#  
    这个系统的点扩散函数: ]ur?i{S,  
      •    Log (Normal PSF) 577#A,O  
    •    λ = 0.55 mm O^J=19Ri  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 8eVy*h2:=  
    •    EPD = 10 mm 5^D094J|^  
    •    f/# = 9.68 4VF4 8  
    点扩散函数如下图: WeJ=]7T'L  
    en>n\;U  
    !(Ymc_s  
           a,36FF~&  
    JC0#pU;  
    系统的点扩散函数是: Q6)?#7<jy  
    •     Log (Normal PSF) wBDHhXi0  
    •     λ = 0.55 mm  !2kM  
    •     1 wave 3rd order spherical 5tyA{&Ao  
    •     EPD = 13.31 mm 5vFM0  
    •     f/# = 7.27 IL go:xQ  
    点扩散函数如下图: et2;{Tb,5  
    v w 6$v  
    mqHcD8X  
    {#st>%i  
    演算 ClY`2  
    qfG:v Tm  
    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: NE.h/+4  
               0SU v5c  
    kebk f,`p  
    -oUGmV_  
    在这个等式中变量定义如下: ul3~!9F5F  
    •     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) !E&l=* lM.  
    •     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) t>Ye*eR*`U  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Fv7]1EO.  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); [[HCP8Wk   
    •    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, ...) 9N `WT=  
    •   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!3p )?  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ~5&B#Sm[G  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 & #JYh=#  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 L[ZS17 ;*  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) T$`m!mQ4  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) `*cqT  
    •     F == focal length(焦距 whYk"N  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) xT+#K5  
    v-N4&9)%9  
    比较 /lbj!\~  
    T ay226  
    在下图中: tmOy"mq67  
    透镜EPD=10mm -.r"|\1X  
    截止频率=184lp/mm $@@ii+W}\  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 CuK>1_Dq  
         KTt+}-vP^  
    3b\s;!  
    在下面的图表中: ]h~F%   
    透镜EPD=13.31 mm YO-B|f  
    截止频率=250 lp/mm pj<aMh  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm *Lxt{z`9  
         sZ~03QvkT  
    +_ /ys!  
    w,X)g{^T  
    杂散光对评价函数的影响
    pfu"vo(t_  
    Z'`\N@c#  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 VQ,5&-9Y3  
    @sG*u >   
    yZ{N$ch5b  
    K\KQ(N8F  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: x]yIe&*('  
    h<)ceD<,  
    oexTz[  
    u:']jw=f  
    'zav%}b]L  
    QQ:2987619807 \9@}0}%`  
     
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