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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 +3Y!xD?=  
    ^/*KNnAWp  
    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。 =<{ RX8  
    W<NmsG})_g  
    建立系统 \X& C4#  
    O6iCZ  
    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。 YdI0E   
    khAqYu" )  
    snYr9O[E6  
    _UkmYZ/  
    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。 gLIT;BK  
             Sj)}qM-y#  
         cOkgoL" 4  
                   =Y9\DeIZ  
    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。 YUscz!rM  
    aX^+ O,  
    ^Dr.DWi{$  
    G;TsMq  
    Uki9/QiX>  
    Pr+~Kif  
    Q2/.6O8  
    JRO$<  
    M$A#I51  
        
    HM&1y ubh#  
    分析 -(>qu.[8=  
    =-~;OH /  
    这个系统的点扩散函数: aI(>]sWJ  
      •    Log (Normal PSF) gi]ZG  
    •    λ = 0.55 mm |;u}sX1t9  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 0@)%h&mD  
    •    EPD = 10 mm f-g1[!"F  
    •    f/# = 9.68 gWrAUPS[  
    点扩散函数如下图: zoP%u,XL  
    \ZD[ !w7  
    ^7aN2o3{  
           by86zX  
    1pP1d%  
    系统的点扩散函数是: >t3'_cBC!  
    •     Log (Normal PSF) 6:?rlh  
    •     λ = 0.55 mm jxw_*^w"  
    •     1 wave 3rd order spherical W#XG;  
    •     EPD = 13.31 mm gUVn;_  
    •     f/# = 7.27 M3pjXc<O  
    点扩散函数如下图: ^bUxLa[.  
    '{ f=hE_/  
    Y ?'tUV  
    GK{{7B  
    演算 8LJ{i%  
    -2i\G.,J  
    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: }+R B=#~o  
               IfV  3fJ7  
    b |7ja_  
    lIf(6nm@  
    在这个等式中变量定义如下: ?4[H]BK  
    •     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) 4v dNMV~  
    •     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) otr>3a*'  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx pCU*@c!  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); SwH2$:f  
    •    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, ...) #Hu~}zy  
    •   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) Vq ^]s $'  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) :reTJQwr  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 vR>o}%`  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 v6uxxsI>Hm  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )1F<6R  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ;sPzOS9  
    •     F == focal length(焦距 *'R#4@wmP  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) M>l^%`  
    H?yE3 w  
    比较 2 x 4=  
    } /:\U p  
    在下图中: 1u}nm;3  
    透镜EPD=10mm orIQ~pF#  
    截止频率=184lp/mm zAScRg$:?  
    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。 l@~LV}BI  
         \#dl6:"  
    l1+[  
    在下面的图表中: `/Y+1 aD  
    透镜EPD=13.31 mm GsV4ZZ  
    截止频率=250 lp/mm <@, $hso7:  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm  7}B   
         i$UQbd  
    UAYd?r  
    c-CYdi@  
    杂散光对评价函数的影响
    ;D2E_!N dt  
    WDx Mo`zT  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 '2^ Yw  
    F u _@!K  
    B 0)]s<<  
    g]$ 4~"|.  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: |)U|:F/{@  
    '$m7ft}  
    Q9>U1]\  
     
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