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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 %5  
    nd{R 9B  
    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。 t=R6mjb  
    >J=<bhR  
    建立系统 (X6sSO  
    p{=QGrxB*  
    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。 quo^fqS&a  
    . -"E^f  
    &,i~cG?  
    nN3$\gHp8i  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 O4No0xeWo  
             q6wr=OWD  
         `!G7k  
                   ]$M<]w,IJ2  
    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。 WA)Ij(M8 p  
    g6sjc,`  
    }wSy  
    l SkEuN  
    4S L_-Hm.  
    |z^pL1Z]5  
    (\dK4JJ  
    L|^o7 1t|  
    qd!#t]  
        
    ?A7Yk4Y.?N  
    分析 q2_`v5t  
    0]x;n+G[q  
    这个系统的点扩散函数: >Jm"2U}lZW  
      •    Log (Normal PSF) ewB!IJxh  
    •    λ = 0.55 mm '5};M)w  
    •    0.32 waves 3rd order spherical idJh^YD  
    •    EPD = 10 mm T 4|jz<iK]  
    •    f/# = 9.68 (Q-I8Y8l8  
    点扩散函数如下图: X^< >6|)  
    wH!#aB>kP  
    o6?l/nJ  
           j[P8  
    %^9:%ytt  
    系统的点扩散函数是: /qxJgoa  
    •     Log (Normal PSF) W>L@j(  
    •     λ = 0.55 mm daOS8_py  
    •     1 wave 3rd order spherical P Tnac  
    •     EPD = 13.31 mm Lm.`+W5  
    •     f/# = 7.27 CtT~0Y|  
    点扩散函数如下图: \]Z&P,}w  
    67J*&5? |  
    HR3_@^<7  
    [F|+(}  
    演算 B4O6> '  
    Q @2(aR  
    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: Y&,rTa  
               FD6v /Y  
    y3yvZD  
    lEfBe)7+  
    在这个等式中变量定义如下: (G8  
    •     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) ^'B-sz{{  
    •     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) fr#Qz{  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx k!doIMj  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); tF`MT%{Va  
    •    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, ...) pN$;!  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ~tNY"{OV#  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) k,X74D+  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 p`GWhI?  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Zu=kT}aGg  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) oP]L5S&A  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) uu>lDvR*  
    •     F == focal length(焦距 |mj# 0  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) :^G%57NX  
    5OB]x?4]  
    比较  5T/J%  
    BPWnck=%  
    在下图中: GEtbs+[  
    透镜EPD=10mm [EGx  
    截止频率=184lp/mm ]xR4->eix  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 /Ri,>}n  
         ?f@ 9nph  
    nx;$dxx_Ws  
    在下面的图表中: 4zzlazU  
    透镜EPD=13.31 mm d +xA:  
    截止频率=250 lp/mm hwDXm9  
    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 ;\s~%~ \  
         n{{ P 3f  
    Uk02IOXQ  
    [tm[,VfA^  
    杂散光对评价函数的影响
    F; a3  
    tzNaw %\  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 RH=$h! 5  
    ss; 5C:*y  
    =z-5  
    ( H[  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: M1(9A>|nF  
    &gWiu9WbS  
    (+x]##Q  
     
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