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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 IG(?xf\C  
    mj|)nOd  
    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。 >fH=DOz$&  
    Gl1jxxd  
    建立系统 $0bjKy  
    ^TMJ8` e  
    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。 vN 2u34  
    iA8U Yd3Q  
    &] \X]p  
    J]m{ b09F  
    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。 da1]mb=4 5  
             d,8mY/S>w  
         $P1O>x>LIL  
                   j p $Z]  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 pO8ePc@=D  
    f|y:vpd%  
    8$(Dz]v|[&  
    {]"]uT#  
    ,J`'Y+7W  
    |_omr&[_  
    \~LQ%OM  
    ix#epuN  
    Vi4~`;|&b+  
        
    ]f]<4HD=i  
    分析 B||;'  
    G_>#Js  
    这个系统的点扩散函数: )DYI .  
      •    Log (Normal PSF) `"qP  
    •    λ = 0.55 mm w8g,a]p  
    •    0.32 waves 3rd order spherical e</$ s  
    •    EPD = 10 mm /y^7p9Z`  
    •    f/# = 9.68 ^z,_+},a3T  
    点扩散函数如下图: PjN =k;  
    FQ>`{%>  
    C7H/N<VAq  
           }(egMx;"3J  
    <>m }}^  
    系统的点扩散函数是: $9S(_xdI&  
    •     Log (Normal PSF) -l%J/:  
    •     λ = 0.55 mm 1SrJ6W @j[  
    •     1 wave 3rd order spherical CgzD$`~  
    •     EPD = 13.31 mm ~+Z{Q25R  
    •     f/# = 7.27 'ejvH;V3i  
    点扩散函数如下图: YC_1Ks  
    jE#O>3+.  
    xoOJauSX1  
    /m!Cc/Hv  
    演算 iS5W>1]  
    u*qV[y5Bl  
    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: *6 _tQ9G  
               Jvun?J m  
    p-+K4  
    "_2Ng<2  
    在这个等式中变量定义如下: W+*5"h  
    •     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) o[E_Ge}g8  
    •     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) D1nq2GwS  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx U35AX9/  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0@2mXO9f"  
    •    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, ...) 8p-=&cuo\@  
    •   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) 5wUUx#  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 6rS$yjTX!  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 g@\fZTO  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 sl2@umR7%(  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) aTf`BG{kw  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) V^Hu3aUx8  
    •     F == focal length(焦距 7<H |QL&  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ! ZU2{  
    7 bDHXn  
    比较 'Wa,OFd\8  
    \P1=5rP  
    在下图中: qH['09/F6  
    透镜EPD=10mm OM{WI27  
    截止频率=184lp/mm ;;A2!w{}[i  
    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。 $cu00K  
         ~{}#)gGU  
    GJqE!I,.  
    在下面的图表中: b~-%c_  
    透镜EPD=13.31 mm xUfbW;;]UU  
    截止频率=250 lp/mm |pa$*/!NT  
    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 sZ?mP;Q  
         eSW{Cb  
    fL]Pztsk+  
    jSc#+_y  
    杂散光对评价函数的影响
    H~ u[3LQz  
    % >;#9"O4  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 :NJ(r(QG>  
    ?bw4~  
    zXsc1erli  
    1n\ t+F  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: <_(/X,kBK  
    ?aW^+3i  
    tTU=+*Io  
    ,ZS6jZ  
    Mc!Xf[  
    QQ:2987619807 Su 5>$  
     
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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