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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 :l/?cV;  
    |?=a84n1l  
    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。 Iq%f*Zm<  
    C 7e  
    建立系统 nz%{hMNYH  
    [>^xMF]$2  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ecg>_%.>  
    QhqXd  
    T)Ohk(jK1  
    X_tc\}I]  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 5OS|Vp||b  
             "?r=n@Kv  
         m5w ZS>@  
                   6~#$bp^-  
    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。 qT}AY.O%^  
    hynX5,p;.  
    RD1N@sHDKc  
    FK~FC:K  
    Rfuq(DwD6  
    q[rBu9  
    g~#HiBgWq[  
    G5K_e:i  
    P}dhpU  
        
    A"$UU6Z4  
    分析 !rwe|"8m?u  
    ]z{f)`;I  
    这个系统的点扩散函数: Ta 0Ln  
      •    Log (Normal PSF) Gs7#W:e7  
    •    λ = 0.55 mm Kq. MmR!gl  
    •    0.32 waves 3rd order spherical XX])B%*  
    •    EPD = 10 mm Ait3KIJ9  
    •    f/# = 9.68 _ U%fD|t  
    点扩散函数如下图: Fy!-1N9|l  
    /ZcqKC  
    #4Z]/D2G  
           N9s ,..  
    (sHvoE^q-  
    系统的点扩散函数是: UCv9G/$  
    •     Log (Normal PSF) _0uFe7sIZ  
    •     λ = 0.55 mm 6n}5>GSF  
    •     1 wave 3rd order spherical }>|!Mf]W?R  
    •     EPD = 13.31 mm t(,_  
    •     f/# = 7.27 c(tX761qz  
    点扩散函数如下图: Q, 1TD 2)h  
    \4B2%H  
    `z?6.+C  
    {Al}a`da  
    演算 +d=cI  
    E$w2S Q  
    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: /N'|Vs,X  
               |x[zzx# >-  
    k OycS  
    ==i:*  
    在这个等式中变量定义如下: l-GQ AI8  
    •     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) `QIYnokL  
    •     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) G{8>  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx %I&[:  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); :mpR}.^hv  
    •    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, ...) k~<b~VcU  
    •   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) GG KD8'j]  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) f-!A4eKe  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 $G_,$U !  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 8LH"j(H  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) <o\2-fWvY  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) <Fc @T4Q,  
    •     F == focal length(焦距 lM<SoC;[  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) H /kSFf{  
    JDIQpO"Qji  
    比较 }E}b/ulg1  
    W)0y+H\% r  
    在下图中: 3*DwXH+  
    透镜EPD=10mm y].vll8R  
    截止频率=184lp/mm quvdm68  
    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。 ylEQeN  
         ) ag8]   
    Bx>)i8P7i0  
    在下面的图表中: ~;pv &s5}  
    透镜EPD=13.31 mm 7Z(F-B +j  
    截止频率=250 lp/mm s /? &H-  
    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  3e<FlH{  
         |] <eJ|\=  
    eTV%+  
    r dc} e"v  
    杂散光对评价函数的影响
    6__#n`  
    jf_0IE  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ~m]sJpW<"  
    s?.A $^t  
    *=-o0c  
    LOD'iiH6  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: x}w"2[fL  
    D~;hIt*  
    k#4%d1O}  
     
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