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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 >71w #K  
    -tdON  
    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。 *gMP_I  
    lNnbd?D8  
    建立系统 u2Z^iY  
    T%vbD*nt.  
    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。 tf}Q%)`f  
    Tqh Rs  
    &=t(NI$  
    U=1`. Ove  
    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。 .&!{8jBX  
             |4*2xDcl  
         K OHH74}_  
                   oUS>p":  
    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。 _=$!T;}lE  
    I6 Q_A  
    +P;D}1B#I?  
    L |G k}n  
    ialk6i![  
    ,]N%(>ot  
    g<5Pc,  
    +}Wo=R}  
    FQ ^^6Rl  
        
    u5|e9(J  
    分析 ?mUu(D:7D  
    ZpBH;{.,  
    这个系统的点扩散函数: kEDZqUD  
      •    Log (Normal PSF) xb_:9   
    •    λ = 0.55 mm . zMM86c  
    •    0.32 waves 3rd order spherical q`K-T _<  
    •    EPD = 10 mm VNot4 62L  
    •    f/# = 9.68 &x5ZEe4  
    点扩散函数如下图: s3%8W==rBW  
    `lOoT  
    V zx(J)  
           &H>dE]Hq,  
    cf3c+.o  
    系统的点扩散函数是: { qx,X.5$  
    •     Log (Normal PSF) 'GoeVq  
    •     λ = 0.55 mm FDC{8e  
    •     1 wave 3rd order spherical -k{R<L  
    •     EPD = 13.31 mm 6KTY`'I  
    •     f/# = 7.27 2^lT!X@  
    点扩散函数如下图: />7/S^  
    *}&aK}h}I  
    VO6y9X"  
    @S:/6__  
    演算 E cz"O   
    ^$ bhmJYT  
    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: i(kK!7W35  
               uQ1;+P:L  
    @ ]3Rw[% z  
    ZEJa dR  
    在这个等式中变量定义如下: 8H b|'Q|^  
    •     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) .ai9PsZ?V  
    •     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) x)5v8kgf  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx PFw"ICs  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); j06oAer 9  
    •    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, ...) <\mc|p"  
    •   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) Z.(x|Q9  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) /Q_\h+ `  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 k| o,gcU  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 7T Bo*-!  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) { "c,P:S]  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) xxn&{\ ?  
    •     F == focal length(焦距 h;M2yl Ou.  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) eP?|U.on  
    #^V"=RbD  
    比较 1w^[Eno$$  
    d(Ou\7  
    在下图中: YR.'JF`C  
    透镜EPD=10mm #"JU39e  
    截止频率=184lp/mm LeCU"~  
    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。 =SnR9In  
         <`qo*__1  
    /XB1U[b  
    在下面的图表中: 7A-rF U$  
    透镜EPD=13.31 mm PBv43uIL  
    截止频率=250 lp/mm , &SJ?XAs  
    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 ?Sxnq#r#  
         {jI/9  
    ISmnZ@  
    V:J6eks_  
    杂散光对评价函数的影响
    [_-K  
    N!,l4!M\N  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Hkt'~ L*   
    bwFc>{Wo5  
    9=f'sqIPV  
    ZZ5yu* &  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: }D O#{@af  
    s q KkTG3  
    '*; rm*n  
     
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