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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 ;V bB]aUg  
    DKG; up0  
    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。 jm[f|4\  
    >P-'C^:V=  
    建立系统 X&A2:A 6\+  
    k-sBf Jy\  
    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。 9+~1# |  
    B. #-@  
    b 2~5LZ  
    srH.$Y;~  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 hPt=j{aJ%<  
             DO~~  
         sAjN<P  
                   x6Q_+!mnk  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 F/"lJ/I  
    G_xql_QR  
    R[H#a v  
    ?]>;Wr  
    ^ j<2s"S  
    m [BV{25  
    P,k=u$  
    ZC)m&V 1  
    T )bMHk  
        
    aQV?}  
    分析 $Y%,?>AL<  
    !iUT Re  
    这个系统的点扩散函数: }1NNXxQ  
      •    Log (Normal PSF) R%Xz3Z&|  
    •    λ = 0.55 mm o>I,$=  
    •    0.32 waves 3rd order spherical N^jr  
    •    EPD = 10 mm +<WNAmh   
    •    f/# = 9.68 EH]qYF.  
    点扩散函数如下图: && WEBQ  
    b>nwX9Y/U  
    {-yw@Kq  
           P} Y .  
    ZJHaY09N  
    系统的点扩散函数是: K%;=i2:  
    •     Log (Normal PSF) ilQt`-O!  
    •     λ = 0.55 mm u`u{\ xN9  
    •     1 wave 3rd order spherical 7M$cIWe$  
    •     EPD = 13.31 mm 5B;;{GR  
    •     f/# = 7.27 VRUA<x  
    点扩散函数如下图: V|pO";%>,  
    aQ0pYk~(  
    l$C Y gm  
    %5j*e  
    演算 B%z+\<3^q  
    `Yyi;!+0  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 8#RL2)7Uy`  
               RIFTF R  
    ,j eC7-tX  
    :71St '  
    在这个等式中变量定义如下: ;t4YI7E*  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Gl9 ,!"A  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) K/8TwB?I  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx @E=77Jn[px  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Y$W)JWMY`  
    •    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, ...) Lg|]|,%e  
    •   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) Ce} m_  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) kk}_AZ0eK  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 i\kDb=  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 lO HW9Z  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) lDZ~  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) (dHjf;  
    •     F == focal length(焦距 +(h{ 3Y|  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) H"wIa8A  
    p,7?rI\N  
    比较 h79~d%-  
    .L.9e#?3  
    在下图中: lF\2a&YRbn  
    透镜EPD=10mm G}@a]EGm  
    截止频率=184lp/mm TpxAp',#7  
    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。 Ij:yTu   
         k{cPiY^  
    Ka$lNL3<j  
    在下面的图表中: NdC5w-WY  
    透镜EPD=13.31 mm &5hs W1`  
    截止频率=250 lp/mm )QI#szv6  
    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 mBQpf/PG  
         ]^<\a=U  
    >".@;  
    L),bP fz  
    杂散光对评价函数的影响
    M0%nGpVj>  
    & 5QvUn  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 KIY9?B=+  
    qpq(<  
    /`j2%8^N  
    \+k~p:d_8  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ^,` L!3  
    \ZBz]rh*  
    fP llN8n  
     
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