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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 SLkhCR  
    @CTgT-0!  
    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。 Fgp]l2*  
    v:!Z=I}>  
    建立系统 <QA6/Ef7  
    H=g`hF]`  
    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。 )CuZDf@  
    N"" BCh"  
    CS@FYO  
    -&3hEv5  
    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。 *]AdUEV?  
             ;LG#.~f  
         JBi*P.79^  
                   }\%Fi/6Z{  
    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。 <R''oEf9  
    lBK}VU^  
    ;%<,IdhN  
    jFASX2.p  
    L;*ljZ^c  
    P0W*C6&71|  
    ^su<uG<R  
    >+JqA7K  
    [U5\bX@$  
        
    VKq=7^W  
    分析 } ud0&Oe{  
    "t (p&;d  
    这个系统的点扩散函数: 7s/u(~d)  
      •    Log (Normal PSF) YE|SKx@  
    •    λ = 0.55 mm >33=<~#n  
    •    0.32 waves 3rd order spherical [P&7i57  
    •    EPD = 10 mm 1DE1.1  
    •    f/# = 9.68 ]L9s%]o  
    点扩散函数如下图: Hkwl>R$  
    YL]Z<%aKt  
    +z9Q-d%O  
           MUTj-1H6)  
    K('hC)1  
    系统的点扩散函数是: I1pWaQ0  
    •     Log (Normal PSF) -o!$tI&  
    •     λ = 0.55 mm M}yDXJx  
    •     1 wave 3rd order spherical Z Uox Mm  
    •     EPD = 13.31 mm 1guJG_;z  
    •     f/# = 7.27 9QDFEYG  
    点扩散函数如下图: \/: {)T~  
    bYEy<7)x  
    jz qyk^X  
    ~8GFQ ph  
    演算 Fs9I7~L3  
    /H8g(  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: =<?+#-;p  
               f"%{%M$K  
    nEJY5Bz$  
    wB!Nc Y\p  
    在这个等式中变量定义如下: _#r+ !e  
    •     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) 9{ >Ui  
    •     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) 5]AC*2(  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx mj9 <%P  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); aqj@Cjk4Z  
    •    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, ...) L*&p !  
    •   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@yCTl uV$  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) uI1 q>[  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ,N!o  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 M<kj_.  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) z^#;~I @M  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ~N<4L>y<  
    •     F == focal length(焦距 b[o"7^H  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) AlAYiUw{  
    `HZ;NRr  
    比较 uBNn6j  
    |wH5sjT  
    在下图中: de p=&  
    透镜EPD=10mm #~C]ZrK  
    截止频率=184lp/mm Qo;zHZ'  
    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。 Cjc6d4~  
         ki?S~'a  
    $W!!wN=B  
    在下面的图表中: tt0f-:#  
    透镜EPD=13.31 mm Y@N,qHtz  
    截止频率=250 lp/mm A8uVK5  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm .QZaGw=,z  
         lT&eJO~?5  
    i{`FmrPO~  
    a&c6.#E{y  
    杂散光对评价函数的影响
    _'{_gei_P  
    n1ly y0%u  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 7UVzp v  
    OY;*zk  
    Xq_5Qv  
    WtG~('g>&  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: "4ri SxEyF  
    }o(zj=7  
    C8Qa$._  
     
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