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    [产品]MTF计算 [复制链接]

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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-28
    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。 W~15[r0  
    y'(bp=Nq  
    建立系统 3kxI'0&T  
    :t &ib}v  
    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。 >|<8QomD  
    R} nY8zE  
    Dp:u!tdbeg  
    9Y:JA]U&8  
    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。 n\v\<mVTb7  
             @Q:5{?  
         ,E]u[7A  
                   %|(~k*s4  
    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。 b .9]b  
    c5_?jKpl  
    RX",Zt$q  
    xk}(u`:.  
    +MG(YP/ l  
    ;IhkGPpWP  
    qzv$E;zAl  
    wH&Rjn  
    M[5zn  
        
    kc&>l (  
    分析 OtuOT=%  
    o'.6gZ gk  
    这个系统的点扩散函数: |RqCw7  
      •    Log (Normal PSF) 8+Lig  
    •    λ = 0.55 mm <fX]`57Dc`  
    •    0.32 waves 3rd order spherical -a`EL]NX  
    •    EPD = 10 mm yb BLBJb  
    •    f/# = 9.68 &wj;:f  
    点扩散函数如下图: x Z2 }1D  
    AL/`Pqlk  
    y6KI.LWR9  
           b&uo^G,  
    ;EP]A3  
    系统的点扩散函数是: EZkg0FhkZ  
    •     Log (Normal PSF) % R~9qO  
    •     λ = 0.55 mm v'`9^3(-  
    •     1 wave 3rd order spherical Dx/!^L02  
    •     EPD = 13.31 mm v#/Uq?us  
    •     f/# = 7.27 Fy-+? ~  
    点扩散函数如下图: *JXiOs  
    DKL< "#.7  
    ;u LD_1%  
    i70TJk$fs  
    演算 X<s']C9c  
    pfW0)V1t  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: _5Q?]-M  
               @YyTXg{ZK  
    }'{39vc .  
    _H|c _  
    在这个等式中变量定义如下: H`4H(KWm  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) 8;7Y}c  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) rkA0v-N6v  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx DB'pRo+U  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); o uKID_ '  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) po_||NIY  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) Z~o*$tF/  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) c_xtwdkL9  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 #ej^K |Qx  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 }~dXz?{p8  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) IWN:GFH(  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) HBYqqEO  
    •     F == focal length(焦距 mg)lr&-b  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) |i-Qfpn  
    ,-Fhb~u  
    比较 0j%@P[zQ  
    *zX*k 7LnV  
    在下图中: @YmD 79  
    透镜EPD=10mm le`&VdE^  
    截止频率=184lp/mm QZk:G+ $  
    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。 D1bS=> ;,"  
         +=%13cA*U  
    }AG$E}~/  
    在下面的图表中: Y4`MgP8t  
    透镜EPD=13.31 mm C,C%1  
    截止频率=250 lp/mm jzc/Olb  
    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 'X{cDdS^  
         ")7,ZN;  
    )NZ6!3[@  
    CtVY;eG  
    杂散光对评价函数的影响
    cH6ie?KvAo  
    k%#`{#n i  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 _GK^7}u  
    -i|qk`Y  
    hNUAwTH6  
    N]: "3?%  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: IXt2R~b  
    c+AZ(6O ?\  
    94%gg0azp  
     
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