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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 KtArV  
    9$D}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。 R7O<>kt  
    .1z=VLKF'  
    建立系统 R<ORw]  
    Pq@ -`sw  
    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。 |*M07Hc x  
    fzOh3FO+  
    ddd2w  
    T(Bcp^N  
    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。 {?"X\5n0  
             Z4E6J'B8  
          J%T=FU  
                   z ?F`)}  
    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。 J _q  
    pG'?>]Rt4  
    ]9c{qm}y  
    J :O&2g"g  
    S!b?pl  
    ,_s.amL3O{  
    @Ae&1O;Zh  
    _!Pi+l4p/}  
    J8ScKMUN2  
        
    k'+y  
    分析 V<?0(esgR  
    h:sf?X[  
    这个系统的点扩散函数: 5NhAb$q2Y  
      •    Log (Normal PSF) S9ic4rcd  
    •    λ = 0.55 mm .v+ W>  
    •    0.32 waves 3rd order spherical o6:bmKWE  
    •    EPD = 10 mm 2.]d~\  
    •    f/# = 9.68 YB!f=_8  
    点扩散函数如下图: .J8 gW  
    2aX$7E?  
    D,|TQ Q  
           OW@"j;6 3`  
    Ye$; d ~  
    系统的点扩散函数是: (`4&Y-  
    •     Log (Normal PSF) E7hs+Mh  
    •     λ = 0.55 mm 1ox#hQBoS  
    •     1 wave 3rd order spherical O(v>\MV  
    •     EPD = 13.31 mm i_QiE2d  
    •     f/# = 7.27 "] Uj _d  
    点扩散函数如下图: />pAZa  
    <:T/hm$  
    IXlk1tHN4I  
    Bj9FSKiH  
    演算 5rc3jIXc{|  
    (I(U23A~  
    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: uXvE>VpJG  
               EyA(W;r.  
    ;' |CSjco  
    MgN;[4|[h  
    在这个等式中变量定义如下: %M/L/_d  
    •     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) V~Z)^.6  
    •     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) 'o*\ N%  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx j]` hy"  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); bv7xh*/  
    •    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, ...) 'tcve2Tt  
    •   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) Ciz,1IV  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 1 3)6p|6x  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ZNpC& "`G  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 jC$~m#F  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) "gzn%k[D9m  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) |1/8m/2Af.  
    •     F == focal length(焦距 qs= i+  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 49O_A[(d  
    @g]+$Yj  
    比较 x\yr~$}(J  
    <P&X0S`O  
    在下图中: vb]uO ' l  
    透镜EPD=10mm w7Mh8'P54  
    截止频率=184lp/mm 6c27X/'Z  
    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。 .sOZ"=tW  
         &5sPw^{,H  
    Z#[%JUYp'  
    在下面的图表中: G`&P|xYg  
    透镜EPD=13.31 mm 6#Y]^%?uy  
    截止频率=250 lp/mm 0;,Y_61  
    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 }H saJ=1U  
         a?4Asn  
    m^0 I3;  
    X56q ,jCJ{  
    杂散光对评价函数的影响
    KL9JA; "  
    nD)SR  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 zlTLp-^Y  
    N~or.i&a  
    20}]b* C}  
    YcR: _ac  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: {{[@ X  
    Z![#Uz.z  
    \ $t{K  
    QwF.c28[  
    -em3 #V  
    QQ:2987619807 b j<T`M!  
     
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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