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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 /TsXm-g#  
    i ZPNss  
    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。 ,EHLW4v  
    Jf4` 2KN\  
    建立系统 Y `8)`  
    tW~kn9glZ  
    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。 7yu-xnt3s  
    $,:mq>]![{  
    } O+xs3Uv  
    w/ ~\NI  
    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。 hpXW t Q  
             =c \(]xX  
         \},H\kK+^  
                   s:l H4B  
    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。 ~x(|'`  
    (z8ZCyq7r[  
    [*O>Lk  
    P7W|e~]Yq  
    %r.OV_04  
    > }f!. i  
    vfn[&WN]  
    pf'DbY!  
    EGI$=Y  
        
    P9m  
    分析 LhKbZ oPp  
    nHeJ20  
    这个系统的点扩散函数: j]&Qai~}Y  
      •    Log (Normal PSF) jMBM qQNU  
    •    λ = 0.55 mm !pU^?Hy=  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Z[VrRT,\c  
    •    EPD = 10 mm 1o/(fy  
    •    f/# = 9.68 d)U(XiK'  
    点扩散函数如下图: U}:+Hz9  
    ;39a`  
    jNx{*2._r  
           6<@+J  
    %6@)fRw  
    系统的点扩散函数是: g$C]ln>"9m  
    •     Log (Normal PSF) =D0d+b6  
    •     λ = 0.55 mm pjS##pgVq  
    •     1 wave 3rd order spherical e;~(7/1  
    •     EPD = 13.31 mm &a'mG=(K_c  
    •     f/# = 7.27 CvRCcSJM\2  
    点扩散函数如下图: l'[;q '  
    >{(c\oMD  
    [mwqCW&  
    ~M* UMF^  
    演算 }R}M>^(R4  
    `+(n+QS _  
    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/WtQSl  
               aC=2v7*  
    PW%ith1)<  
    Ff>X='{  
    在这个等式中变量定义如下: ORKJy )*"  
    •     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) :9L}jz  
    •     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) yj'lHC  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx F$4=7Njv  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); c{to9Lk.#  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) mpD.x5jm<  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) FTEC=j$ln  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) &FRf-6/  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 U~sC%Ri-@U  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 x&u@!# d]  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) /|NyO+Io  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) g,*fpk  
    •     F == focal length(焦距 .e5@9G.jb  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) _}j>  
    WxD$k3U  
    比较 [7x;H  
    #p;<X|Hc}8  
    在下图中: MY\mo,#  
    透镜EPD=10mm =; n>#<  
    截止频率=184lp/mm cEp/qzAiD%  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 ;W+1 H !  
         1$# r)S[*  
    \Qv:7;?  
    在下面的图表中: 7o+VhW<|5  
    透镜EPD=13.31 mm B^/Cx  
    截止频率=250 lp/mm Q ijO%)  
    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 ~FI} [6Dd  
         s$9ow<oi]  
    \QSD*  
    S]T71W<i  
    杂散光对评价函数的影响
    }Dcpe M?  
    /^{Q(R(X<  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 GRL42xp'*D  
    / L$q8+  
    |1!|SarM{B  
    n|=yw6aV'  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: *WzPxQ_  
    Y8s-cc(  
    j;Lp@~M  
     
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