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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 &'ETx"  
    I7z]%Z  
    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。 JO^ [@  
    [dF=1E>W_J  
    建立系统 n ua8y(W  
    56 kgL;$h  
    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。 e%c5 OZ3~  
    AW;) _|xM  
    sv6U%qV  
     t-x"(  
    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。 (*WZsfk>/<  
             898wZ{9  
         -hR\Y 2?  
                   w~KBk)!*  
    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。 I \%Lb z  
    )W6- h  
    Vh2/Ls5  
    ?uX6X'-  
    5 /jY=/0.a  
    1Da [!^u,D  
    tKsM}+fq  
    sCCr%r]zL  
    4kF .  
        
    1@z@  
    分析 r~fl=2>yQ  
    @>nk^ l  
    这个系统的点扩散函数: 4NR5?s  
      •    Log (Normal PSF) &c9Fw:f;  
    •    λ = 0.55 mm FRQ("6(  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 7Z~szD  
    •    EPD = 10 mm GhQ`{iJM  
    •    f/# = 9.68 g+r{>x  
    点扩散函数如下图: @wgGnb)  
    YJvT p~  
    Hg_ XD,  
           RkP|_Bf8)  
    d#:J\2V"R  
    系统的点扩散函数是: }J'w z;t1  
    •     Log (Normal PSF) !3 Z|!JY  
    •     λ = 0.55 mm R/cq00g  
    •     1 wave 3rd order spherical I5OH=,y`  
    •     EPD = 13.31 mm YIUmCx0a  
    •     f/# = 7.27 _"bvT?|  
    点扩散函数如下图: 9l_?n@   
    r_sl~^* :  
    0Ilvr]1a4  
    F8;4Oj  
    演算 s l @6  
    HtYR 0J  
    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: R{A/ +7!  
               poFjhq /#(  
    9,>Y  
    "(&`muIc  
    在这个等式中变量定义如下: ayz1i:Q|  
    •     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) VD`2lGdF  
    •     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) L=!kDU  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Sz@?%PnU|  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); `3P62M<  
    •    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, ...) S,v>*AF  
    •   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) n(O p<  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)  VgoKi  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 }eFUw  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 G*p.JsZP  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) tS|zf,7  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)  pytfsVM  
    •     F == focal length(焦距 @Hdg-f>y]  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ms<uYLp  
    M|=$~@9#X  
    比较 ^F9zS `Yz2  
    #f;1f8yrN  
    在下图中: n7.lF  
    透镜EPD=10mm 5MU@g*gj,C  
    截止频率=184lp/mm Z*"t]L  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 k\Tm?^L)  
         `z`;eR2oX  
    <!XnUCtV  
    在下面的图表中: 2czL 1Ci  
    透镜EPD=13.31 mm =C1Qo#QQ%  
    截止频率=250 lp/mm }mZ*f y0t  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm jt?%03iuk  
         ,?~,"IQyi[  
    |sM#g1D@  
    GhA~PjZS  
    杂散光对评价函数的影响
    , )3+hnFY  
    vz5 RS  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 xmd$Jol^  
    tzJtd  
    )X$n'E  
    `&7? +s  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: qZ1PC>  
    Q_Sq  uuk  
    i.,B 0s] Z  
    O4mWsr  
    N Z9,9  
    QQ:2987619807 >m{-&1Tx  
     
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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