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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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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 XjN4EDi+E  
    i{6&/TBnr  
    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。 >Q/;0>V  
    Ur])*#  
    建立系统 w7@`:W  
    ?62Im^1/  
    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。 T aS1%(  
    ;?/5Mr  
    o.ZR5`.  
    `<nxXsLe  
    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。 Lk !)G'42  
             3>h2 W  
         (mIjG)4t  
                   DquL r+s~  
    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。 wtYgHC}X  
    qofAA!3z  
    }b\hRy~=r  
    |SOLC  
    VM%g QOo<  
    =@!t/LR7kg  
    i#la'ICwJ  
    OIPY,cj~  
    VL*KBJ  
        
    ,-Hj  
    分析 8s)b[Z5  
    zFjz%:0  
    这个系统的点扩散函数: K83'`W^  
      •    Log (Normal PSF) PLkS-B  
    •    λ = 0.55 mm T`E0_ZU;  
    •    0.32 waves 3rd order spherical i% 1UUI(W  
    •    EPD = 10 mm / dJz?0  
    •    f/# = 9.68 ?y? 9;;  
    点扩散函数如下图: yh E%X  
    KUJLx  
    v.|#^A?Qx  
            )kWxp  
    w1tM !4r  
    系统的点扩散函数是: /wLBmh1"  
    •     Log (Normal PSF) `E$vWZq}  
    •     λ = 0.55 mm TLsF c^X  
    •     1 wave 3rd order spherical ;z4J)qw  
    •     EPD = 13.31 mm PZ|I3z  
    •     f/# = 7.27 LTe ({6l0  
    点扩散函数如下图: }&vD(hX  
    T_D3WHp  
    r]!#v{#.  
    *:n7B\.  
    演算 c-k3<|H`  
    y^C5_w(^jZ  
    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: ]AYP\\Xi  
               A`uHZCwJ5  
    rn|]-^ku/  
    !i t orSl  
    在这个等式中变量定义如下: K) }1;  
    •     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) O.+J%],  
    •     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) ?z.?(xZ 6  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx #KiJ{w'  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Z{B  e  
    •    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, ...) w x]?D%l  
    •   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) E4% -*n  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) a<&K^M&  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 KM;H '~PZi  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Rt?CE jy  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ~LuGfPO^  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) f- XUto  
    •     F == focal length(焦距 RxqNgun@  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) v7"VH90`!  
    /Z6lnm7wJ  
    比较 N)"8CvQL  
    tBGLEeL/.  
    在下图中: bJIYe ld  
    透镜EPD=10mm ~pZ0B#K J  
    截止频率=184lp/mm ,,u hEoH  
    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。 '6M6e(  
         WJD2(el  
    YIRe__7-NU  
    在下面的图表中: &ww-t..  
    透镜EPD=13.31 mm 'd~(=6J  
    截止频率=250 lp/mm 5.\p]>|G1  
    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 U,W MP<5&  
         HF*0  
    NfClR HpVc  
    tM]Gu?6  
    杂散光对评价函数的影响
    ,cNe-KJk  
    D>y5&`  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 h\[@J rDa  
    zwV!6xG  
    m538p.(LIR  
    iHhdoY[]  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ]owgsR  
    6B8!}6Ojc  
    j;`pAN('  
     
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