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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: 2021-08-02
    描述 .D=#HEshk  
    U|+`Eth8(  
    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。 'F1<m^  
    p2GN93,u@P  
    建立系统 3\B~`=*q/  
    @a]`C $ 6  
    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。 PB:r+[91  
    r_V^sX  
    {X\FS   
    V2 }.X+u&<  
    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。 ' b,zE[Q  
             |L)qH"Eo  
         ~c=*Y=)LG  
                   =*WfS^O  
    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。 Je#3   
    )d5mZE!3  
    *ul-D42!U  
    F xXnX  
    I\82_t8  
    cc3+ Wx_  
    4d-"kx3X  
    ;Ac!"_N?7  
    ns[h_g!j;  
        
    Nu}Zsb|{  
    分析 7YU}-gi  
    pWGIA6&v(  
    这个系统的点扩散函数: d:n .Vp  
      •    Log (Normal PSF) a3_pF~Qx  
    •    λ = 0.55 mm qUNXT  
    •    0.32 waves 3rd order spherical )|U+<r<  
    •    EPD = 10 mm s.!gsCQme  
    •    f/# = 9.68 OFlY"O S[  
    点扩散函数如下图: wo) lkovd  
    L 3C'q  
    k'd=|U;(FV  
           4Cf.%f9@  
    ,HW[l.v  
    系统的点扩散函数是: 5lm>~J!/^  
    •     Log (Normal PSF) 0~nub  
    •     λ = 0.55 mm UZW)%  
    •     1 wave 3rd order spherical X gA( D  
    •     EPD = 13.31 mm SDW!9jm>R  
    •     f/# = 7.27 TP)}1 @  
    点扩散函数如下图: /. @"wAw:  
    gs=(h*  
    2o`L^^  
    AhSN'gWpbF  
    演算 4"%LgV`  
    $C&E3 'O  
    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: )L7h:%h#  
               HS 1zA  
    O>2i)M-h9x  
    ,y*|f0&"~  
    在这个等式中变量定义如下: Ne2eBmY}(  
    •     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) `CEHl &w  
    •     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) CF@j]I@{   
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx fUS1`  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); _2S( *  
    •    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, ...) lyyR yFfQ  
    •   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) XRWy#Pj  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) l>jNBxB|/A  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 V3> JZH`  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Wr\A ->+  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) .d%CD`8!  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) i~EFRI@  
    •     F == focal length(焦距 Gmh6|Dsg  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) `KmM*_a  
    %8g1h)F"S  
    比较 Q)\4  .d  
    E(Y}*.\]#s  
    在下图中: *TP>)o  
    透镜EPD=10mm 77p8|63  
    截止频率=184lp/mm /X97dF)zt  
    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  
         jB%aHUF;  
    8~8VoU&  
    在下面的图表中: #w# :f  
    透镜EPD=13.31 mm W(,3j{d2i  
    截止频率=250 lp/mm J`d;I#R%c  
    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 JWvL  
         @PyZ u7'  
    zqa7!ky  
    qO}Q4a+  
    杂散光对评价函数的影响
    78/,rp#'_  
    RD0=\!w*5  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 =2.q=a|'  
    q!\4|KF~  
    MPD<MaW$  
    ,\=,,1_  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: MI\35~JAN  
    qv.s-@l8  
    Ni-@El99  
    &-hXk!A  
    :"I!$_E'  
    QQ:2987619807 U/9_:  
     
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    离线lmx0321
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    只看该作者 1楼 发表于: 2021-08-02
    感谢分享,学习一下