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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    在线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 )xj!7:n)  
    !;s5\91  
    FRED可以计算一个给定系统的MTF，本教程解释了如何来实现这个功能。 5Cjh%rj(jl  
     ~_Q1+ax}  
    建立系统 G[M{TS3&Ds  
    ;f+bIYQz  
    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。 X4Y!Z/b  
    nH7i)!cI~  
     {m7>9{`  
    On4tK\l @  
    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。 0mD=Rjb*a  
             ]3bXJE  
         EsKOzl[c:  
                   F>/"If#  
    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。 xY94v  
    `M.\D  
    RDWUy (iX  
    pGdo:L?  
    1xzOD@=dI  
    MiB}10  
    $PE{}`#g  
    sxFkpf_h  
    2{fPQQ;#  
             ~s4o1^6L  
    分析 }10ZPaHjl+  
     A4`3yy{0-  
    这个系统的点扩散函数： .1#G*A|  
      •    Log (Normal PSF) r}Ec_0_lt  
    •    λ = 0.55 mm "D1u2>(  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 5 i;n:&Y  
    •    EPD = 10 mm @dx$&;w  
    •    f/# = 9.68 '|^<|S_+K  
    点扩散函数如下图： 1]% ]"JbV  
    (D1$&  
     $++SF)G1]_  
           NT&sk rzW  
    %e|.a)78  
    系统的点扩散函数是： MWZH-aA(.  
    •     Log (Normal PSF) dD.;P=AP  
    •     λ = 0.55 mm aq-R#q  
    •     1 wave 3rd order spherical g\ q*,1  
    •     EPD = 13.31 mm nOj0"c  
    •     f/# = 7.27 YR/%0^M'0  
    点扩散函数如下图： ^a{cK  
    O|I)HpG;  
    t`oH7)nut  
     ])3(@.  
    演算 uk=f /nT  
     *p Q'w  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率，分析面的最小半宽需满足以下要求： WO]9\"|y  
               3:~ *cU  
    bj$VYS"kY  
     DL]\dD   
    在这个等式中变量定义如下： 0P7sMCYu  
    •     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） "s.]amC  
    •     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） %.[jz,;)  
    •     Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx 2SV}mK U  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; b^q8s4(   
    •    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, ...) {sb2r%U!+  
    •   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） ngI3.v/R  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） rS&"UH?c7  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 yHNx,ra   
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 vn5O8sD  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) Ka+N5 T.f  
    •     λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） aRE%(-5  
    •     F == focal length（焦距） h5^qo ^;g7  
    •     D == entrance pupil diameter（入瞳直径） yh:Wg$qx  
     Cyu= c1D;  
    比较 R?L? 6~/q  
     fs,]%g^  
    在下图中： v_L2>Pa.  
    透镜EPD=10mm _ISaO C{2-  
    截止频率=184lp/mm >^N{  
    图像平面网格=128*128像素，在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 kX)QHNzP  
         m]D3ec\K'  
    w8iXuRv  
    在下面的图表中： yhG%@vSq  
    透镜EPD=13.31 mm ]21`x  
    截止频率=250 lp/mm "eG@F  
    图像平面网格=128*128像素，在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm 6i`Y]\X~#  
         ^sqTgrG  
    hy|Yy&-  
    s9aa _Th  
    杂散光对评价函数的影响     vp|'Yy(9z  
    >O$ JS,  
    增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 3]wV 1<K  
    &@[pJ2  
      e gdbv  
    pgipT#_K  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响： tB{HH%cV  
    Fz.Ij'8.H  
     qLWM,[Og  
     
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