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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 w7n6@"q  
    9Z! j  
    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。 jpND"`Q  
    H8^U!"~E  
    建立系统 n<Vq@=9AE  
    f"^G\  
    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。 OGmOk>_  
    <hG=0Zcr  
    UdBP2lGd  
    7D5;lM[_  
    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。 ?sF<L/P0 F  
             45cMG~]p  
         hD OEJ  
                   k+*DPo@)  
    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。 &zVF!xNy&  
    ( e> .hfrs  
    'G3;!xk$  
    UzLe#3MU  
    hg8gB8Xq  
    Z<j(ZVO  
    M>Y ge~3  
    D9OI ",h  
    ,~ ;_ -  
        
    "2cJ'n/L  
    分析 Fi8'3/q-^  
    Z1V%pg>]*  
    这个系统的点扩散函数: ^:JZ.r  
      •    Log (Normal PSF) ~N</;{}fL4  
    •    λ = 0.55 mm KEfn$\  
    •    0.32 waves 3rd order spherical jI`1>>N&1  
    •    EPD = 10 mm L2v j)(  
    •    f/# = 9.68 h/9{E:ML  
    点扩散函数如下图: W'2a1E  
    *0 y|0J+ 0  
    @S3G>i  
           x50,4J%J'r  
    d1=kHU4_9  
    系统的点扩散函数是: E1,Sr?'  
    •     Log (Normal PSF) &p\fdR4e  
    •     λ = 0.55 mm +-=o16*{ !  
    •     1 wave 3rd order spherical r[P5 ufy2]  
    •     EPD = 13.31 mm cO$ PK  
    •     f/# = 7.27 9v7l@2/  
    点扩散函数如下图: cE7xNZ;Bh  
    e}qG_*  
    b_Us%{  
    kNX"Vo]1  
    演算 z6B(}(D  
    "^A4!.  
    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: &<</[h/B/F  
               vB0O3]  
    MPt:bf#  
    INQ0h`T  
    在这个等式中变量定义如下: } $:uN  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) !2dA8b  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ,Lt+*!;m  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx \k?uh+xl  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); y=!"++T]B<  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) uus}NZ:*l  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) p"9a`/  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 1(V>8}zn  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 esCm`?qCP  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 L%,tc~)A  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) LQVa,'  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) I>k >^  
    •     F == focal length(焦距 |1d;0*HIgX  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) a`.] 8Jy)  
    cP[3p :  
    比较 lWj|7  
    R:+2}kS5e{  
    在下图中: 2mVcT3  
    透镜EPD=10mm 74*1|S <  
    截止频率=184lp/mm Vl;GQe  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 [zp v3Uw  
         >*ey 7g  
     SJY<#_b  
    在下面的图表中: HJl$v#]#+  
    透镜EPD=13.31 mm (17%/80-J  
    截止频率=250 lp/mm $~UQKv>  
    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 e %VJ:Dj  
         MS{purD  
    \VmqK&9   
    HJpkR<h  
    杂散光对评价函数的影响
    9z9z:PU  
    :O:Rfmr~  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 a\an  
    $x&@!/&|pv  
    /{pVYY  
    O!+LM{> F  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: BXgAohg!  
    yYmV^7G  
    xEBiBsk d  
    2`(-l{3  
    Uq/#\7/rL  
    QQ:2987619807 \tFg10  
     
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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