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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 XPX{c|]>.  
    p]pFZ";70  
    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。 \8F$85g  
    9`c :sop  
    建立系统 `CHgTkv  
    X\YeO> C  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 O gycP4z[  
    #Q|$&b  
    (>)Y0ki}  
    h!)(R<  
    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。 uYO?Rb&}  
             /nC"'d(#  
         ?mF-zA'4]  
                   TJO|{Lxm  
    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。 St&XG>nWS  
    [x)BQX'  
    I#9K/[  
    8K1+ttjm  
    J/ rQ42d  
    ,cbP yg  
    \3Xt\1qN4  
    FiFZM  
    1bvL  
        
    dn`#N^Od  
    分析 Y4b"(ZhM_  
    s!UC{)g,  
    这个系统的点扩散函数: b\;QR?16R  
      •    Log (Normal PSF) OGae]O<  
    •    λ = 0.55 mm 2U#OBvNU  
    •    0.32 waves 3rd order spherical j&#p&`B  
    •    EPD = 10 mm -|ee=BV  
    •    f/# = 9.68 guf+AVPno  
    点扩散函数如下图: VT0I1KQx.  
    3EzI~Zsx  
    * 9*I:Uh57  
           c{&sf y  
    iF`E> %#  
    系统的点扩散函数是: [.6uw=;o  
    •     Log (Normal PSF) 4$y|z{[< 5  
    •     λ = 0.55 mm tb_}w@:kU  
    •     1 wave 3rd order spherical 0ED(e1K#B  
    •     EPD = 13.31 mm c.d*DM}W  
    •     f/# = 7.27 67f#Z&r2k  
    点扩散函数如下图: ^ *m;![$[  
    >r{,$)H0  
    7e u7ie6  
    lYq R6^  
    演算 7$b78wax  
    6idYz"P %  
    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: <hS >L1ZSr  
               B\N,%vsx#U  
    ~omX(kPzK  
    ;i,yT ?so  
    在这个等式中变量定义如下: Ba@UX(t  
    •     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) Q@l3XNH|c  
    •     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) "*TnkFTR  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx EP{y?+E2  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ,!Ah+x  
    •    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, ...) 4J_18.JHP  
    •   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) vY.p~3q :)  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) F5E KWP  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 3B;B#0g50  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 q}+9$v  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) v bh\uv&  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) T#h`BtET[  
    •     F == focal length(焦距 CJ%7M`zy  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ;:' A{&0N  
    =1LrU$\  
    比较 -LQ%)'J ZN  
    {OB\~$TH  
    在下图中: m-ZVlj  
    透镜EPD=10mm 9g " ?`_  
    截止频率=184lp/mm Rrk3EL  
    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。 =X>?Y,   
         h5B'w  
    C+2*m=r  
    在下面的图表中: T;.#=h  
    透镜EPD=13.31 mm n?:s/6tP  
    截止频率=250 lp/mm M-0BQs`N  
    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 -w^E~J0*L  
         r=s2wjk  
    .}]5y4UQ.  
    OSsdB%bIu`  
    杂散光对评价函数的影响
    s{hJ"lv:  
    V"\t  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 VxaJ[s3PQ&  
    Pm V:J9  
    z q(AN<  
    * 496"kU  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: _[IN9ZC2G  
    9G 9!=J  
    aq[kKS`  
     
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