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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 CvB)+>oa  
    $C`YVv%?0  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 )R5=GHmL  
    y-k]Tr  
    建立系统 pjrzoMF  
    O&ZVu>`g  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 3{R7y  
    j  hr pS  
    L6IF0`M<,I  
    Mi2l BEu,  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 k(%h{0'  
             o}VW%G"  
         3,$G?auW  
                   4Up \_  
    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。 XR.Sm<A[  
    z2DjYTm[~  
    +?R !  
    NkL>ru!b9  
    rIo)'L$uU  
    ZZ@1l  
    ]] Jg%}o  
    8>l#F<@5  
    Y.}8lh eH  
        
    HVkq{W|w  
    分析 t?6_^ 08  
    r8Pdk/CW^  
    这个系统的点扩散函数: (Aw!K`0Y1  
      •    Log (Normal PSF) } D0Y8  
    •    λ = 0.55 mm 0DgEOW9H  
    •    0.32 waves 3rd order spherical tG}cmK~%  
    •    EPD = 10 mm g@][h_? {  
    •    f/# = 9.68 VT~jgsY  
    点扩散函数如下图: H6/C7  
    })^%>yLfc|  
    <Z58"dg.5  
           `(6g87h  
    2pn8PQfg)  
    系统的点扩散函数是: Md(h-wYr  
    •     Log (Normal PSF) cs6I K6wo  
    •     λ = 0.55 mm Y~C;M6(P  
    •     1 wave 3rd order spherical pJ ;4rrSK  
    •     EPD = 13.31 mm MTUJsH\  
    •     f/# = 7.27 :3$-Qv X  
    点扩散函数如下图: W\l"_^d*  
    d-BUdIz  
    1Z| {3W  
    R<AT}!mkR  
    演算 -&3mOn& (1  
    /+{]?y,  
    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: pR*)\@ma  
               DgiMMmpE  
    u{dI[?@  
    2,.;Mdl  
    在这个等式中变量定义如下: q/l@J3p[qm  
    •     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) Y9_OkcW)  
    •     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) s!Y`1h{  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx !3 j@gi2  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); >y7|@'V[v0  
    •    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, ...) vh">Z4  
    •   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) @h$4Mt7N  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) l S m7i  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 |E =8  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ZB@Bj>,b p  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) +rcDA|  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) SB}0u=5  
    •     F == focal length(焦距 z=/xv},  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 9u2Mra  
    k6mC_  
    比较 |r%lJmBB  
    ~D$?.,=l  
    在下图中: N5Rda2m  
    透镜EPD=10mm %A ^qm  
    截止频率=184lp/mm M);@XcS  
    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。 f~{@(g&Gl  
         z0Bw+&^]}  
    pcl '!8&7  
    在下面的图表中: s1| +LT ,D  
    透镜EPD=13.31 mm m\O|BMHn  
    截止频率=250 lp/mm ?.%'[n>P  
    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 V(A p|I:G  
         13v#  
    Fs|aH-9\  
    Ebk_(Py\  
    杂散光对评价函数的影响
    X 'W8 mqk  
    7g a|4j3%  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Rz_fNlA  
    eYD|`)-f<^  
    Yo$NE  
    Y Cbt(nmr  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 0-!K@#$>=  
    / Q8glLnM  
    P pF"n[j  
     
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