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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 KV$&qM.  
    ZwBz\jmbP  
    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。 ,e43m=KhK  
    q~ a FV<Q  
    建立系统 j7Fb4;o{  
    boEQI=!j\+  
    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。 3[u- LYW  
    sMGo1pG(  
    7 2JwG7qh  
    b_RO%L:"yL  
    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。 BS fmS(.  
             :@i+yN cV  
         iSO xQ  
                   w\GJ,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。 )iw-l~y;  
    ?@4Mt2Z\  
    :Q DkaA  
    L" ejA  
    0RA#Y(IR  
    + )Qu,%2   
    SX"|~Pi(  
    mv99SOe[Fz  
    vU,7Y|t`  
        
    sPi  
    分析 UUDUd a  
    z )hK2JD  
    这个系统的点扩散函数: [<f2h-V$  
      •    Log (Normal PSF) Ag9GYm  
    •    λ = 0.55 mm d]e36Dwk  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 39 }e }W"  
    •    EPD = 10 mm c qCNk  
    •    f/# = 9.68 !6=s{V&r1  
    点扩散函数如下图: s 1M-(d Q  
    Y^Buz<OiG  
    T+Re1sPr?  
           ;GM`=M4  
    M,JwoKyg  
    系统的点扩散函数是: zNX=V!$  
    •     Log (Normal PSF) 5z0Sns  
    •     λ = 0.55 mm hx0t!k(3  
    •     1 wave 3rd order spherical f?. VVlD  
    •     EPD = 13.31 mm mbbhz,  
    •     f/# = 7.27 O~qRHYv  
    点扩散函数如下图: J.XkdGQ  
    c9[{P~y  
    !QwB8yK@  
    V]--d33/a  
    演算 NxnR QS  
    e*T^:2oRl  
    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: dYISjk@  
               (9]1p;  
    _DSDY$Ec  
    LAc60^t1  
    在这个等式中变量定义如下: %TFsk  
    •     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) m#BXxS#B<_  
    •     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) ,|RKM  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx #WG}"[ ,c  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); _qPKdGoM  
    •    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, ...) @lDnD%vZ`  
    •   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) |Jx:#OM  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) eg*aVb  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 O<p=&=TD7  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 DtBvfYO8)>  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) bMc[0  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) #L!`n )J"  
    •     F == focal length(焦距 ,K}"o~z  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) A v>v\ :.>  
    ROTKK8:+:  
    比较 m<j;f  
    EFDmNud`Q  
    在下图中: b&yuy  
    透镜EPD=10mm ?a,#p  
    截止频率=184lp/mm xT&/xZLT  
    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。 #Db^*  
         ]+,L/P  
    JG^GEJ  
    在下面的图表中: pSQX  
    透镜EPD=13.31 mm ,1 H|{<  
    截止频率=250 lp/mm rYt|[Pk  
    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 wclj9&k  
         ? ;Sg,.J  
    On O_7'4 t  
    +vJ}'uR3P  
    杂散光对评价函数的影响
    rCqwJoC`v  
    lmcgOTT):  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ='.b/]!_  
    q<.k:v&  
    i;~.kgtq4  
    O D5qPovsd  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: T0fm6 J  
    5xKod0bA  
    Heqr1btK  
     
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