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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 `>u^Pm  
    G2w0r,[  
    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。 ]23+ d/  
    `<(o;*&Gd  
    建立系统 C}]143a/Q  
    I]Ws   
    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。 #:8V<rc^  
    2`A\'SM'4  
    WO=P~F<  
    ]%Lk#BA@A  
    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。 ]F sr k  
             KJW^pAj$B  
         ^zKP5nzL  
                   P\&n0C~  
    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。 7ZFd;-  
    (r/))I9^  
    +HEL^  
     Sr+ &  
    s]Z++Lh<{  
    nG7E j#1  
    ~;@\9oPpz%  
    i2?TMM!Fe  
    E&0]s  
        
    @+hO,WXN  
    分析 K_-S`-eH  
    ~Gh9m ]b  
    这个系统的点扩散函数: TRFza}4:i  
      •    Log (Normal PSF) ,"Nb;Yhg  
    •    λ = 0.55 mm Kza5_ 7p`L  
    •    0.32 waves 3rd order spherical <*z9:jz Q  
    •    EPD = 10 mm RY]jY | E  
    •    f/# = 9.68 `gdk,L]  
    点扩散函数如下图: 3^]Kd  
    J:l%  
    / gP"X1.  
           U /jCM?~  
    u(~(+1W  
    系统的点扩散函数是: F@1Eg  
    •     Log (Normal PSF) !-tVt D  
    •     λ = 0.55 mm ^t P|8k  
    •     1 wave 3rd order spherical 9G)fJr  
    •     EPD = 13.31 mm ^]9.$$GU\A  
    •     f/# = 7.27 5 ~YaXh^  
    点扩散函数如下图: G!U `8R  
    ><{Lh@{  
    c.uD%  
    Z@bKYfGM  
    演算 K%YR; )5A  
    uXVs<im  
    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: rhC x&L  
                )OZ  
    V-lp';bD  
    .`^wRpa2M  
    在这个等式中变量定义如下: DYTC2  
    •     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) ,p6o "-  
    •     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) u(g9-O  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx \'+P5,  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Ex5 LhRe>=  
    •    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, ...) 5$c*r$t_RK  
    •   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) 43Ua@KNi  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) >Dq&[9,8  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 v|:TYpku3  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ^@;P-0Sy  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) N2&h yM  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) M! uE#|  
    •     F == focal length(焦距 T *rz#O  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Z;cA_}5  
    3PEW0b*]Pf  
    比较 U\6Ee-1#_  
    Xd'B0kQaT  
    在下图中: T26'b .  
    透镜EPD=10mm K&up1nZ@(  
    截止频率=184lp/mm u=ZZ;%Rvd  
    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。 EB8<!c ?  
         #./8inbG  
    ]?s^{  
    在下面的图表中: TchByN6oN<  
    透镜EPD=13.31 mm $Fv|w9  
    截止频率=250 lp/mm Zi.w+V  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm GoPK. E$  
         0f"la=6  
    CFG(4IMx  
    {#&jW  
    杂散光对评价函数的影响
    <4%PT2R  
    r-5xo.J'  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 }PzHtA,V  
    3j w4#GW  
    k];fQ7}m<0  
    p&ZLd`[  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: F*=}}H/  
    92Rm{n   
    yS@xyW /  
     
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