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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 p'&*r2_ram  
    eaQ90B4  
    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。 \OcMiuw  
    hY+R'9  
    建立系统 O-j$vzHpdY  
    l)Zs-V!M^\  
    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。 >!}`%pk(  
    Tw//!rp G  
    |z~LzSJv  
    RlsVC_H\  
    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。 +yWR#[`n  
             f jI#-  
         , H2YpZk  
                   'S?;J ,/  
    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。 f7J,&<<5w  
    u g\w\b  
    .^[_ V  
    %9o+zg? RJ  
      \&a.}t  
    dn,gZ"<  
    kX[fy7rVt  
    ~O: U|&  
    '# z]M  
        
    ]` ]g@v  
    分析 Rg* J}  
    \cQ .|S  
    这个系统的点扩散函数: DA"}A`HfI  
      •    Log (Normal PSF) EfiU$ 8y  
    •    λ = 0.55 mm 7 ({=*  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ++8_fgM  
    •    EPD = 10 mm F98i*K`"  
    •    f/# = 9.68 [$a<b/4  
    点扩散函数如下图: PJgp+u<  
    j'G tgT  
    n.hElgkUOr  
           |NrrTN?>  
    phP> 3f.T  
    系统的点扩散函数是: !QEL"iJ6M'  
    •     Log (Normal PSF) f: xWu-  
    •     λ = 0.55 mm #Qbl=o4  
    •     1 wave 3rd order spherical NQ9Ojj{#  
    •     EPD = 13.31 mm 8LJ{i%  
    •     f/# = 7.27 /smiopFcq  
    点扩散函数如下图: Lw*]EG|?  
    u+D[_yd^  
    Ct]A%=cZW  
    [pgZbOIN37  
    演算 <7n]Ai@Y  
    mm[SBiFO\  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: jm3G?Vnq  
               GXX+}=b7qO  
    6EJVD!#[K  
    61_f3S(u  
    在这个等式中变量定义如下: xx8U$,Ng  
    •     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) E \{<;S  
    •     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) N4UM82N  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx $-vo}k%M  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); C!%:o/  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) |n6Eg9  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) bJ3(ckhq  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) *t9eZ!_f?  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 x#8w6@iPQ  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 \cuS>G  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 'Qn~H[$/p  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) UQT'6* !  
    •     F == focal length(焦距 HIf{Z* mb  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) jo98 jA<  
    >V;,#5F_  
    比较 3HiFISA*  
    Q M 1F?F  
    在下图中: $.K?N@(W  
    透镜EPD=10mm Lz4eh WntO  
    截止频率=184lp/mm M{N(~ql  
    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。 K7`YJp`i  
         .36^[Jsz":  
    HJhH-\{@  
    在下面的图表中: :w-`PY J%G  
    透镜EPD=13.31 mm KN[d!}W:  
    截止频率=250 lp/mm |4b)>8TL/  
    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 ?Zcj}e.r  
         w+AuMc  
    #a9_~\s  
    `M@Ak2gcR+  
    杂散光对评价函数的影响
    +,flE= 5]s  
    ;+Y i.Q/\  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 =-jD~rN4;P  
    8cVzFFQP  
    kv?|'DN  
    "="O >  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: H\G{3.T.9  
    83iCL;GS=  
    Utt>H@t[  
     
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