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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 =_v_#;h&  
    srC'!I=s>8  
    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。 Fdvex$r&  
    \Dr@n^hk@[  
    建立系统 lm@<i4%$F  
    j7uiZU;3Rx  
    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。 v( (fRX.`  
    zFv>'1$  
    ?b2%\p`"  
    rF 7EO%,  
    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。 }HXNhv-K  
             u^V`Ucd"R  
         Y+WOU._46I  
                   Vh'H5v^  
    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。 zf2]|]*xz  
    (MbI8B>  
    <PJwBA%{  
    &a-:ZA@  
    Y_f6y 9?ZE  
    g!aM-B^C  
    ,D~C40f  
    =;c? 6{<1  
    SRj|XCd  
        
    KVqQOh'_T  
    分析 3!ulBiMh  
    r#^X]  
    这个系统的点扩散函数: U7 Z_  
      •    Log (Normal PSF) 1LcQ*d  
    •    λ = 0.55 mm A^o  
    •    0.32 waves 3rd order spherical v#D9yttO{  
    •    EPD = 10 mm 9j9A'Y9(  
    •    f/# = 9.68 [O(78n$$  
    点扩散函数如下图: PZH]9[H  
    GD.mB[f*  
    DhkzVp_  
           v)J6}H}e  
    ~vaV=})  
    系统的点扩散函数是: \+S~N:@><k  
    •     Log (Normal PSF) k,b(MAiQ0  
    •     λ = 0.55 mm Z/56JYt!~  
    •     1 wave 3rd order spherical Bz!ddAvlK  
    •     EPD = 13.31 mm lty`7(\  
    •     f/# = 7.27 mVU(u_lh  
    点扩散函数如下图: o_os;  
    vNi7=3  
    aI+:rk^  
    6}{2W<  
    演算 ~eqX<0hf@  
    =s1"<hH}O)  
    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: QT\S>}  
               ZYrd;9zB  
    /3rt]h"  
    y&9v0&o  
    在这个等式中变量定义如下: &bnF{~<\  
    •     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) JTl 37j  
    •     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) q^Oq:l$s  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Vx-H W;,  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); j[) i>Qw  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) -twIF49  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) }"Y]GH4Y  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) >RE&>T^8  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 |~rDEv3  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 T" 8>6a@}E  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) <k/'mBDk  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) mMu3B2nke=  
    •     F == focal length(焦距 )v8;\1`s:  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) w0tlF:Eg  
    Yy>%dL  
    比较 z15(8Y@2]  
    LQNu]2  
    在下图中: 0xIr:aFF  
    透镜EPD=10mm ;Z C18@  
    截止频率=184lp/mm BxO2w1G  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 >Mrz$ z{x  
         XC0G5rtB  
    W[j =!o  
    在下面的图表中: dg/7?gV  
    透镜EPD=13.31 mm %w6> 3#e  
    截止频率=250 lp/mm !bT0kP$3}  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm 6DR@$fpt  
         H*EQ%BLW^,  
    t<}'/ )  
    9BNAj-Xa  
    杂散光对评价函数的影响
    RAXqRP,iw  
    -!(3fO:  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 B;hc|v{(  
    zO9|s}J8q  
    m{(D*Vuqd  
    +J_A *B  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ~}z p}Pt  
    B58H7NH ;G  
    +*!oZKm.  
     
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