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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 S|@/"?DC  
    6L\]Ee  
    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。 lEHXh2  
    6:; >id${  
    建立系统 KDGrX[L:6  
    uHmvHA~/c8  
    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。 3pW4Ul@e  
    ]&D= *:c  
    GRofOJ  
    /)K;XtcN  
    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。  qbS6#7D  
             =v<A&4  
         ;Sg.E 8  
                   vV 9vB3K5?  
    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。 } d8\ Jg  
    QZ;DZMP  
    P,-5af*;  
    ]e"!ZR?XJ  
    X2% (=B  
    srO>l ;Vf/  
    #Y   
    YtWw)IK  
    -oUNK}>  
        
    ,1Z([R*  
    分析 -gba&B+D"  
    ]sVWQj  
    这个系统的点扩散函数: &s?uMWR  
      •    Log (Normal PSF) hjFht+j1  
    •    λ = 0.55 mm $Q'z9ghEg  
    •    0.32 waves 3rd order spherical L'aB/5_%  
    •    EPD = 10 mm ly6zz|c5  
    •    f/# = 9.68 !V/\_P!I  
    点扩散函数如下图: L1(-xNUo_i  
    p19@to5l  
    ]a~sJz!  
           n4+q7  
    =GF=_Ac  
    系统的点扩散函数是: Rj>A",  
    •     Log (Normal PSF) ~a`  xI  
    •     λ = 0.55 mm ]plp.f#av  
    •     1 wave 3rd order spherical |_8l9rB5ip  
    •     EPD = 13.31 mm H6j t[  
    •     f/# = 7.27 R@tEC)Zn  
    点扩散函数如下图: 3Os0<1@H  
    GtZ.' ?-  
    /JC1o&z_T  
    m&xVlS  
    演算 V!^0E.?a  
    oxL<\4)WJ  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ,i<cst)$u  
               `#`jU"T|  
    I{[Z  
    9Scg:}Nj  
    在这个等式中变量定义如下: G'-#99wv.  
    •     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) ~AX~z)  
    •     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) e_KfnPY   
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 7[qL~BT+  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); s9nPxC&A  
    •    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, ...) ~:f..|JM  
    •   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) L2EQ 9i'[  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) QdQ1+*/+U  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 @Bhcb.kbq  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 FE,mUpHIR  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) #m?)XB^_  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) >jIn&s!}  
    •     F == focal length(焦距 @/^mFqr2  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) z5M6  
    O]@#53)Tz  
    比较 pl1CPxSdO  
    >&S}u\/  
    在下图中: m<>BxX  
    透镜EPD=10mm =|IlORf<  
    截止频率=184lp/mm *. |%uf.  
    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。 AzXLlQ  
         t4v'X}7q]  
    VlA]A,P}i  
    在下面的图表中: $;q }j vo  
    透镜EPD=13.31 mm !f52JQyh  
    截止频率=250 lp/mm  w0=  
    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 ycc G>%>r  
         LAf#Rco4  
    6Nn+7z<*&z  
    j+ -r(lZ  
    杂散光对评价函数的影响
    3lpxh_  
    C,l,fT  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 r W[;3yMf  
    ~BJE~  
    Z*mbhod  
    R`a~8QVh&5  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: I]e+5 E0  
    |>]@w\]  
    jUA~}DVD  
     
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