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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 UZ";a453r  
    ig"L\ C"T  
    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。 ^^Vg~){4  
    g{LP7 D;6  
    建立系统 MfkZ  
    A(XKyEx  
    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。 ~G w*r\\+  
    #z42C?V  
    a.Vuu)+Quw  
    < Z$J<]I  
    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。 m+9#5a-  
             SWLo|)@[/  
         vD4*&|8T#  
                   Zd&S@Z  
    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。 P {'b:C  
    D'4\*4is  
    tp|d*7^i  
    :KO2| v\  
    *ui</+  
    Kpp_|2|@<  
    9 $X-  
    5-M-X#(  
    (sj,[  
        
    V8(-  
    分析 \NC3'G:Ii  
    u:EiwRW  
    这个系统的点扩散函数: #"an9<  
      •    Log (Normal PSF) E"0>yl)  
    •    λ = 0.55 mm $xQL]FmS  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Pz^544\~ou  
    •    EPD = 10 mm I:.s_8mH}  
    •    f/# = 9.68 EK'!}OGCG  
    点扩散函数如下图: Ss`LLq0LO  
    I@3MO0V^  
    ite~E5?#  
           28nFRr  
     _4f;<FL  
    系统的点扩散函数是: F}zDfY\-  
    •     Log (Normal PSF) pJ{Y lS{  
    •     λ = 0.55 mm Debv4Gr;^  
    •     1 wave 3rd order spherical f 1d?.)  
    •     EPD = 13.31 mm gFh*eCo   
    •     f/# = 7.27 3a|\dav%  
    点扩散函数如下图: r=4eP(w=  
    W8<%[-r  
    _G0 x3  
    c`W,~[Q<O+  
    演算 =Sv/IXX\di  
    1Z;iV<d  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: x"~JR\yzKJ  
               Y ay?=Y{  
    Z ]ONh  
    NO3/rJ6-  
    在这个等式中变量定义如下: *`U~?q}  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Z{R>  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) o}!PQ#`M  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 5)E @F9N  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 4R*,VR.K  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) [!z,lY>  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) +qoRP2  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) }M+7 T\ J!  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 _j3fAr(V  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Z}QB.$&  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Yz bXuJ4  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) "oD[v  
    •     F == focal length(焦距 $C\BcKlmv  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ZW}_DT0  
    }'.m*#Y  
    比较 oQ#8nu{k  
    nK,w]{<wG!  
    在下图中: 9gFUaDLo  
    透镜EPD=10mm =}*0-\QG  
    截止频率=184lp/mm Uv.)?YeGh  
    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。 HDLk>_N_s,  
         1qch]1 ^G  
    grYe&(`X  
    在下面的图表中: r,udO,Yi=c  
    透镜EPD=13.31 mm 6pzSp  
    截止频率=250 lp/mm yw!{MO  
    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 9UkBwS`  
         7"mc+QOp  
    Y} /-C3)  
    +H.`MZ=  
    杂散光对评价函数的影响
    #jk_5W  
    T |p"0b A  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 liZxBs :%i  
    WM{=CD  
    ^_6|X]tz1T  
    g*Phv|kI  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: O}P`P'Y|'  
    ;r8X.>P*  
    gSgr6TH0  
     
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