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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 t> Q{yw  
    cErI%v}v0  
    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。 a,'Cyv">  
    90 { tIX  
    建立系统 4dhqLVgL{  
    2iXoj&3e  
    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。  :,]S}R  
    /dHs &SU,  
    =7[)'  
    5P^U_  
    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。 Wz=OSH7"f  
             ft5DU/%  
         ~P1_BD(  
                   -R+zeu(e'  
    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。 Y'm=etE  
    DMgBcP  
    1 0N,?a  
    go|>o5!g  
    :F|\Ij0T  
    =TcOnQj  
    &H;8QZ8uw  
    4be> `d5j  
    2YQ#-M  
        
    y,C!9l  
    分析 9{J?HFw*;  
    Cyk s  
    这个系统的点扩散函数: _\AUQ{  
      •    Log (Normal PSF) Ygj6(2  
    •    λ = 0.55 mm f'/ KMe%<  
    •    0.32 waves 3rd order spherical eqzTQen8q  
    •    EPD = 10 mm X\2_; zwf  
    •    f/# = 9.68 ,7/ _T\d<  
    点扩散函数如下图: k&Jo"[i&WO  
    tP'GNsq+m  
    >[K?fJ$+  
           2;(W-]V?  
    ;w6s<a@Zh  
    系统的点扩散函数是: Xz1c6mX|o  
    •     Log (Normal PSF) mZoD033H  
    •     λ = 0.55 mm -{x(`9H;  
    •     1 wave 3rd order spherical 3z,2utH  
    •     EPD = 13.31 mm Z] {@H  
    •     f/# = 7.27 t[O+B 6  
    点扩散函数如下图: vo;5f[>4i  
    Z;*`f d?8  
    : ^(nj7D  
    sco uO$K  
    演算 `!Ln|_,d  
    Q_lu`F|  
    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: zzJ^x8#R  
               ~{QEL2  
    /RF%1!M K  
    RjtC:H&XZ  
    在这个等式中变量定义如下: ]7<m1Lg  
    •     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) Sr7@buF  
    •     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) nZW4}~0j  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx &q>h *w4O  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); gH H&IzHF  
    •    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, ...) 4!'1/3cY  
    •   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) i+U51t<  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) (4ZLpsbJ  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 eiB(VOJ  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 \9jpCNdJ  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) RK3.-  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ; $6x=uZ  
    •     F == focal length(焦距 1Zq   
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) E3tj/4:L  
    <j"O%y.  
    比较 MgP{W=h2  
    2mOfsn d@  
    在下图中: PdjCv+R6?  
    透镜EPD=10mm ORtg>az\%  
    截止频率=184lp/mm ?1DUNZ6  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Ns~ g+C9  
         5=.7\#D  
    % &+|==-  
    在下面的图表中: |+mOH#Aty  
    透镜EPD=13.31 mm "S|(4BUJ(  
    截止频率=250 lp/mm A?sNXhh  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm yUj;4vd  
         6m\*]nOy4  
    6NSO>/E  
    kI]=&Rw  
    杂散光对评价函数的影响
    YiBOi?h9  
    C&FN#B  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 QS%,7'EG  
    &0i71!Oy  
    m^Rd Iy)  
    gpsrw>nw  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: & ]%\.m  
    FBbm4NB  
    k$?&]! <o  
     
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