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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 InRcIQT  
    \ Co 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。 Lr(JnS  
    LabI5+g  
    建立系统 ~yV?*"Hi  
    d/awQXKe7  
    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。 Qstd;qE~  
    bH:C/P<x  
    9e}%2,  
    3(gOF&Uf9  
    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。 c%&*yR  
             25r3[gX9`  
         T)Q_dF.N  
                   ; 7QG]JX  
    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。 !D V0u)k(  
    Og8%SnEpMI  
    O7 yj<  
    ~:|V,1  
    $iA:3DM07  
    _1WA:7$C  
    VuN#j<H  
    e AaS }g 0  
    NLUO{'uUW  
        
     =WEDQ\ c  
    分析 |`fuu2W!  
    oZdY0nh4  
    这个系统的点扩散函数: lhf5[Rp  
      •    Log (Normal PSF) "$ISun=8  
    •    λ = 0.55 mm =.J cIT'  
    •    0.32 waves 3rd order spherical q-,`\ TS  
    •    EPD = 10 mm ?crK613 t  
    •    f/# = 9.68 7Jz 9%iP  
    点扩散函数如下图: c `.BN(  
    9E4^hkD&  
    j0w@ \gO<  
           Vi0D>4{+  
    ikb77 ?.  
    系统的点扩散函数是: XN{zl*`  
    •     Log (Normal PSF) .CNwuN\  
    •     λ = 0.55 mm W1ndb:  
    •     1 wave 3rd order spherical @RL'pKab9  
    •     EPD = 13.31 mm bQ&%6'ck  
    •     f/# = 7.27 %c%`< y<~L  
    点扩散函数如下图: pRUQMPn (  
    NJ;m&Tm,DF  
    $@L2zl1  
    1s(i\&B  
    演算 0O-"tP8o  
    xDsKb_  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ,}9 tJY@ E  
               @gM}&G08  
    hF`<I.z}  
    w@n}DCFt  
    在这个等式中变量定义如下: #7}YSfm^6  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) !| - U,  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ![J_6 f}!  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx {wDe#c{_  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 7#7|+%W0  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) 7W5Cm\  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) -lAY*2Jg  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 7KJ0>0~Et  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 H$pgzNL  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 L]&y[/\E1  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ?{5}3a bB`  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) lvNi/jk  
    •     F == focal length(焦距 4gWlSm)  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) (Jk[%_b>_  
    ,|,kU0xXz  
    比较 G2+ gEg  
    tF./Jx]_  
    在下图中: v"o@q2f_  
    透镜EPD=10mm FV,aQ#  
    截止频率=184lp/mm NzeiGj  
    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。 9]1LwX!M2  
         K@ &;f( Y  
    $H]NC-\+>  
    在下面的图表中: |`V=hqe{  
    透镜EPD=13.31 mm ]<c\+9  
    截止频率=250 lp/mm ?5,I`9  
    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 %Nob B  
         7VWy1  
    ta PqRsvu  
    UN:qE oS  
    杂散光对评价函数的影响
    e#k)F.TZ:%  
    ?32i1F!  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 T7O)  
    } j;es(~D  
    RZ ?SiwE  
    !- 5z 1b)  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响:  3SPXJa\i  
    i'^! SEt  
    .3cD.']%  
     
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