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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 vAHJP$x  
    \ Lrg:  
    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。 L+9a4/q  
    r }pYm'e  
    建立系统 ^#vWdOlt  
    H [R|U   
    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。 Mp7r`A,6  
    lH T?  
    MJ4+|riB  
    ;_1D-Mf  
    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。 =cX &H  
             jbMzcn~ehI  
         (VU: &.  
                   WSWaq\9]8  
    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。 <Mxy&9}ic  
    p/4GOU5g  
    svHs&v  
    JY4 +MApN  
    5 ,quM"  
    qIuY2b`6  
    bCy.S.`jHQ  
    vsRn \Y  
    u4rGe!  
        
    6- s/\  
    分析 xCiY jl$  
    v`*!Bhc-  
    这个系统的点扩散函数: 6rq:jvlx$  
      •    Log (Normal PSF) #L` @["  
    •    λ = 0.55 mm :>\i  
    •    0.32 waves 3rd order spherical mj{TqF  
    •    EPD = 10 mm m!tB;:6  
    •    f/# = 9.68 C8e{9CF  
    点扩散函数如下图: OU/PB  
    o/)]z  
    z|<6y~5,  
           TMT65X!  
    j_j~BXhIS  
    系统的点扩散函数是: (w6024~  
    •     Log (Normal PSF) Oz-X}eM  
    •     λ = 0.55 mm )xoIH{  
    •     1 wave 3rd order spherical VNp[J'a>VZ  
    •     EPD = 13.31 mm r@%-S!$  
    •     f/# = 7.27 BwEO2a{  
    点扩散函数如下图: u?&P6|J&  
    5,Mc` IIK1  
     wC}anq>>  
    eYOwdTrq  
    演算 ,KdD owc  
    kL*  DU`  
    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: ?<%GY dus  
               }} J?, >g  
    P>9F(#u_(F  
    `gDpb.=Y  
    在这个等式中变量定义如下: [h {zT)[  
    •     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) 7b_t%G"  
    •     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) LkK%DY  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx (1^AzE%U+Z  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); RpOGY{[)[  
    •    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, ...) gp`$/ci  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) TMpV .iH  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) onI%Jl sq  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 /q^)thJ~  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 g=XvqD<  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) LPc)-t|p"  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) wqkD  
    •     F == focal length(焦距 G%jgr"]\z  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) TwH%P2)x  
    A,Wwt [Qw  
    比较 !ow:P8K?  
    >B!E 6ah  
    在下图中: |-a5|3  
    透镜EPD=10mm ="Zr.g~8  
    截止频率=184lp/mm jhgS@g=@ZC  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 MxQhkY-=  
         HkVnTC  
    U5\^[~vW  
    在下面的图表中: 9~n`6;R  
    透镜EPD=13.31 mm WK)hj{k  
    截止频率=250 lp/mm 't.I YBHx  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm w$[&ejFb  
         YcOPqvQ  
    d,8L-pT$FM  
    ABb,]%  
    杂散光对评价函数的影响
    I! eu|_cF  
    1 j"G~TM  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 <:/Lap#D^  
    Ne#FBRu5  
    `?f6~$1  
    : fMQ,S0  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Kh&W\\K  
    w"ZngrwBl  
    C@d*t?  
     
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