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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 +CkK4<dF  
    ?9mY #_Of  
    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。 +*dJddz   
    p,+~dn;=  
    建立系统  xOT3>$  
    r0sd_@Oj  
    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。 t^'1Ebg  
    dw-r}Qioe  
    mKg~8q 3  
    !>tXib]:  
    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。 ,-b9:]{L  
             Rg6>6.fk*  
         ?aCR>AY5X  
                   A9#2.5  
    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。 #k6;~  
    "hvw2lyp3  
    s{/nO)  
    QNo}nl /N  
    b?$3jOtW  
    h^s}8y  
    n'gfB]H[  
    efh wbn  
    ,]d}pJ}PX`  
        
    mF1oY[xa_  
    分析 LF0~H}S;6B  
    _RmrjDk  
    这个系统的点扩散函数: 4-m%[D |W  
      •    Log (Normal PSF) 2{& " 3dq  
    •    λ = 0.55 mm + $-a:zx`l  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ^K"`k43{  
    •    EPD = 10 mm ZoUfQ!2*  
    •    f/# = 9.68 #GF1MFkoS  
    点扩散函数如下图: qg O)@B+  
    @dXf_2Tv=  
    +]6 EkZO  
           T \AuL  
    yH`xk%q_  
    系统的点扩散函数是: L.R  
    •     Log (Normal PSF)  v/.2Z(sZ  
    •     λ = 0.55 mm 8,R]R=  
    •     1 wave 3rd order spherical bHP-Z9riv  
    •     EPD = 13.31 mm 23=;v@  
    •     f/# = 7.27 K.%E=^~q  
    点扩散函数如下图: 2/~v  
    1$|z%(  
    YGHWO#!Gp  
    Li'T{0)1)  
    演算 H)p{T@  
    &5a>5ZG}  
    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: 1w5nBVC*$V  
               Rpr# ,|  
    ^v},Sa/ot]  
    U*b SM8)L*  
    在这个等式中变量定义如下: @iaN@`5I6s  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) |\ ay^@N  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) }Yj S v^  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ijTtyTC  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 1a' JNe$  
    •    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, ...) M}c_KFMV  
    •   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) O$$N{  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 4?&=H *H:  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 $^l=#tV  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 -P?} qy^j(  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) bw4b'9cK  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) JWBWa-  
    •     F == focal length(焦距 6R<%. -qr  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) :G-1VtE n  
    QZ`<+"a0  
    比较 rS jC/O&b  
    ]_Qc}pMF&  
    在下图中: jPd<h{js  
    透镜EPD=10mm dlU=k9N-  
    截止频率=184lp/mm %>bwpN  
    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。 v`fUAm/  
         /x-t -}  
    t_N `e(V  
    在下面的图表中: J]N}8 0  
    透镜EPD=13.31 mm u+V;r)J{  
    截止频率=250 lp/mm @s/ qOq?  
    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 b:JOR@O  
         <@yyx7  
    9GEcs(A*  
    9O)>>1}*S  
    杂散光对评价函数的影响
    7KEGTKfW  
    oacY-&  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 -(2-zznZ  
    nYe}d!  
    jlB3BwG{w  
    f8j^a?d|  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: H^s SHj  
    &><`?  
    <Du*Re6g  
    Fc]#\d6  
    RS1oPY  
    QQ:2987619807 Yv;aQF"a  
     
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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