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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 WlvT&W  
    @_-,Q5  
    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。 UWV%  y P  
    (&/4wI^M  
    建立系统 MQN~I^v3  
    f)z(9JJL  
    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。 !8[A;+o3P  
    KhB775  
    Q. O4R_H  
    ov,s]g83  
    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。 UhS:tT]7  
             *#Ia8^z=p  
         b5^>QzgD  
                   Er~KX3vF  
    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。 ;NdH]a {  
    0,DrVGa  
    }kvix{  
    2xO[ ?fR  
    klFS3G  
    i) X~L4gn  
    Il&7n_ H  
    ^$lZ  
    M`'DD-Q  
        
    ez[x8M>  
    分析 a7ZufB/  
    Pm)*zdZ8  
    这个系统的点扩散函数: 6#CswSpS  
      •    Log (Normal PSF) ]zJO)(d$>  
    •    λ = 0.55 mm [ R+M .5  
    •    0.32 waves 3rd order spherical H OWpTu(  
    •    EPD = 10 mm CV"}(1T  
    •    f/# = 9.68 z!bT^_Cc0  
    点扩散函数如下图: -sJD:G,%  
    +39uKOrZ  
    0Pf88'6  
           {X(nn.GpC  
    w$f_z*/  
    系统的点扩散函数是: 6X h7Bx1  
    •     Log (Normal PSF) ?|W3RK;  
    •     λ = 0.55 mm ,s 3|  
    •     1 wave 3rd order spherical 1%B9xLq  
    •     EPD = 13.31 mm 4uoZw 3O  
    •     f/# = 7.27 m6BUKX\m  
    点扩散函数如下图: ]YhQQH1> ]  
    EDgtn)1  
    Y"8@\73(R  
    2ak]&ll+h  
    演算 0O`Rh"O  
    T2w4D !  
    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: %+j/nA1%S  
               %pjeA[-m#  
    wQy~5+LE  
    -Z ,r\9d  
    在这个等式中变量定义如下: # f-hI  
    •     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) 8el6z2  
    •     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) ~\NQkaBkY  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx R)Mkt8v  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); hfY/)-60o  
    •    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, ...) ">wvd*w0"(  
    •   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) nN<,rN{ :  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) b; C}=gg  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 @Drl5C}+  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 %4!^AA%  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) d<j`=QH  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 06AgY0\  
    •     F == focal length(焦距 sd%)g<t  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) d9TTAaf  
    (jU_lsG  
    比较 Ss 5@n  
    `H:`JBe=+[  
    在下图中: 8o|C43Q_  
    透镜EPD=10mm }1 qQ7}v  
    截止频率=184lp/mm dX1jn;7  
    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。 nsi? .c&0!  
         m\jjj^f a  
    AH'c:w]~  
    在下面的图表中: U'" #jT  
    透镜EPD=13.31 mm @,sjM]  
    截止频率=250 lp/mm lJFy(^KQG,  
    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 vJ&D>Vh4e  
         3h.,7,T  
    I(R%j]LX&  
    |33t5}we  
    杂散光对评价函数的影响
    JGvhw,g  
    d]sqj\Q57  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 <]G'& iv>  
    HJg&fkHn1  
    rM= :{   
    "0PsCr}!  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: S"G(_%  
    Rf`_q7fm  
    'q:7PkN!p  
     
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