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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 \`3YE~7J/  
    6$]@}O^V  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 {]Tb  
    ,S QmQ6h  
    建立系统 x?T.ItW:K  
    7;0$UYDU*  
    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。 D|m] ]B  
    <_XyHb-  
    F?"#1j e  
    ,au-g)IFZ  
    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。 >IZ|:lsxE  
             um.s :vj$  
         D9.H<.|36  
                   B#Sg:L9Tr'  
    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。 d3% 1 P)  
    7,vvL8\NHu  
    MZ9{*y[z  
    {|cuu"j26  
    v(Vm:oK,  
    s Yp?V\Y"  
    ]*fiLYe9  
    ,UOAGu<_gb  
    47 ]?7GU,  
        
    ~Ey)9phZK  
    分析 [}p/pj=  
    X MkyX&y  
    这个系统的点扩散函数: /m>%=_nz  
      •    Log (Normal PSF) t?bc$,S"\(  
    •    λ = 0.55 mm ^uG^XY&ItC  
    •    0.32 waves 3rd order spherical AfQ?jKk&{'  
    •    EPD = 10 mm 4i<V^go"  
    •    f/# = 9.68 mn5mdrv3WZ  
    点扩散函数如下图: I,rs&m?/m  
    Glz yFj  
    vsFRWpq  
           '3n?1x  
    ;{@jj0h;  
    系统的点扩散函数是: f[S$ Gu4-  
    •     Log (Normal PSF) fDq`.ZW)s  
    •     λ = 0.55 mm 4 VPJv>^  
    •     1 wave 3rd order spherical V%kZ-P*  
    •     EPD = 13.31 mm IiX`l6L~W  
    •     f/# = 7.27 4KO2oIR  
    点扩散函数如下图: )Fa6 'M  
    %Fb4   
    G"_ 8`l  
    K/^70;/!.  
    演算 +a@:?=hc  
    FNQR sNi  
    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: K9-?7X  
                vbol 70  
    KN41 kkN  
    fi/[(RBG  
    在这个等式中变量定义如下: ="M7F0k  
    •     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) +x?_\?&Ks  
    •     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) }Y{aVn&C  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx \QpH~&QIS  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); N sUFM  
    •    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, ...) NZj_7j|o9  
    •   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) ue YBD]3'  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) QH?}uX'x)G  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 wK0= I\WN9  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 WJB/X"J  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ."8bW^:  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) \|OW`7Q)k  
    •     F == focal length(焦距 ~-1!?t/%  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) =Wb!j18]  
    'Z<V(;W  
    比较 "cK@Yo  
    =z=$S]qN  
    在下图中: n'dxa<F2|  
    透镜EPD=10mm L}>XH*  
    截止频率=184lp/mm 7DG{|%\HF  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 P^1+;dL,D  
         s@WF[S7D  
    sz5&P )X  
    在下面的图表中: T'n~Qf U  
    透镜EPD=13.31 mm R4?OFhN9  
    截止频率=250 lp/mm G!y~Y]e  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm JZCRu_M>|  
         eyx;8v cM  
    ~|LlT^C  
    > xc7Hr~  
    杂散光对评价函数的影响
    ;:w?&4  
    F<KUVe  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 9M$=X-  
    NAy3Zd}  
    ypoJ4EZ(  
    3#d5.Ut  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: z}Qt6na]-  
    ;NyX9&@  
    MZpG1  
    l'_P]@*  
    R\L0   
    QQ:2987619807 Cst:5m0!  
     
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