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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 @]@|H?  
    -JMn?]  
    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。 fvkcJwkc  
    P-@MLIC{  
    建立系统 [^5\Ww  
    }s}g}t8v-  
    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。 fj_23{,/"g  
    1+x" 5<(W  
    A6&*VD  
    *pKTJP  
    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。 Z>rY9VvWD  
             2B,O/3y  
         c3vb~l)  
                   %MHb  
    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。 Y=Vbs x  
    ~^m Uu`@r  
    )kD/ 8  
    #z `W ,^C  
    t^rw@$"}  
    ?"B] "%M&  
     F!omkN  
    !|cg=  
    uDF;_bli)H  
        
    FcDS*ZEk!  
    分析 1\.$=N  
    G=zWhqieh  
    这个系统的点扩散函数: {Cx5m   
      •    Log (Normal PSF) tdy2ZPVtTV  
    •    λ = 0.55 mm M+/xw8}a  
    •    0.32 waves 3rd order spherical #~u0R>=  
    •    EPD = 10 mm r* *zjv>  
    •    f/# = 9.68 wKV4-uyr  
    点扩散函数如下图: 0 'QWa{dS\  
    wVf~FssN  
    UtZ,q!sg  
           zZ5:)YiW-  
    ]-fkmnmWX  
    系统的点扩散函数是: g)D_  !iz  
    •     Log (Normal PSF) [|}IS@  
    •     λ = 0.55 mm \;LDE`Q_x  
    •     1 wave 3rd order spherical .HqFdsm  
    •     EPD = 13.31 mm "}4%vZz  
    •     f/# = 7.27 :=*de Z<  
    点扩散函数如下图: )Fw/Cu  
    +.G"ool  
    e[S`Dm"i)'  
    t}EM X9SQ  
    演算 N ##`  
    v3tJtb^'!  
    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: PnlI {d  
               Gr"CHz/  
    sp9gz~Kq  
    -N *L1Zj  
    在这个等式中变量定义如下: .n-#A  
    •     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) $6hPTc<C  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) 1<@SMcj>  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 8)i""OD@I  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); f8 d 3ZK  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) 1H)mJVIKkB  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) hsZ/Vnn`  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) wT1s;2%  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 8`Ya7c>  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256  >@ t  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) U$rMZk  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 2ZH+fV?.  
    •     F == focal length(焦距 taQE r 2Zy  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Xlo7enzY  
    nQ%HtXt;  
    比较 JTlk[ c  
    I<SgKva;c  
    在下图中: yU$ MB,1  
    透镜EPD=10mm l6viP}R  
    截止频率=184lp/mm Mf}M/Fh  
    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。 G=dzP}B'WA  
         6Rd4waj_,U  
    9 _d2u#  
    在下面的图表中: iyskADS  
    透镜EPD=13.31 mm EeIDlm0o  
    截止频率=250 lp/mm IRdt:B|@  
    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 ~MpikBf  
         ~5 ^Jv m  
    l,ENMKA^D  
    XQ}Zr/f6  
    杂散光对评价函数的影响
    2wf&jGHs  
    kc,"w\ ai  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 _n&Nw7d2 M  
    3} A$+PX  
    U=>S|>daR  
    4<s.|W`  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 9KSi-2?H  
    rg/{5f  
    gcLz}84  
     
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