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    [产品]MTF计算 [复制链接]

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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。 j'#jnP*P  
    r}_Lb.1]  
    建立系统 ;"d,~nLn  
    VW{aUgajO  
    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。 Y-Ziyy  
    [D<RV3x9  
    h \D_  
    r&%gjqt  
    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。 NK  
             #51 4a(6  
         hapB! ~M?  
                   u_}`y1Xu#  
    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。 RI[7M (  
    q9>Ls-k  
    xUiWiOihr6  
    zqHpT^B?  
    2A*X Hvwb  
    ^MWEfPt  
    m0x J05Zx  
    aW`:)y&f  
    ?o(ZTlT  
        
    pgz:F#>  
    分析 w|!YoMk+o  
    *<`7|BH3  
    这个系统的点扩散函数: vHs>ba$"  
      •    Log (Normal PSF) ? -v  
    •    λ = 0.55 mm VZT6;1TD$8  
    •    0.32 waves 3rd order spherical m%e^&N#%6r  
    •    EPD = 10 mm Fe_::NVvk  
    •    f/# = 9.68 38V $<w  
    点扩散函数如下图: 9]]!8_0=r  
    H$NP1^5!  
    ]k[ Q]:q  
           1KeJd&e  
    -:)DX++  
    系统的点扩散函数是: J- t=1  
    •     Log (Normal PSF) wb(*7 &eP:  
    •     λ = 0.55 mm A|p@\3 P*A  
    •     1 wave 3rd order spherical c&E*KfOG  
    •     EPD = 13.31 mm l 8O"w&  
    •     f/# = 7.27 &ui:DZAxj|  
    点扩散函数如下图: C-s>1\I  
    ]4Nvh\/P9  
    6V'wQqJ  
    Zvd ;KGO(a  
    演算 BKa A=Bl  
     =3h+=l[  
    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: $Nj'OJSj%  
               6@"Vqm|HD  
    -rE eKt  
    C/mg46 v2W  
    在这个等式中变量定义如下: Pk$}%;@v  
    •     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) KotPV  
    •     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) ggerh#  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx <T(s\N5B=  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); f:_=5e +  
    •    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, ...) l\K%  
    •   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) 5Z* b(R  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Dl0/-=L  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 `)rg|~#k  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 f Ub1/-}  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Wr]O  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) "sFW~Y  
    •     F == focal length(焦距 oUl=l}qnD  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) .i MnWW  
    _L$)2sl1R  
    比较 ^ H'hD  
    ^{),+S  
    在下图中: t{+ M|Y  
    透镜EPD=10mm i?ZA x4D  
    截止频率=184lp/mm ]b}B~jD  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 " <<A  
         Xy:Gj, @  
    =hJfL}&O3  
    在下面的图表中: VT'0DQ!NIq  
    透镜EPD=13.31 mm 4O$mR  
    截止频率=250 lp/mm }$^]dn@  
    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 Q}WL/X5  
         5i^`vmK  
    P;j&kuW|zL  
    u@AI&[Z  
    杂散光对评价函数的影响
    {?w"hjy  
    7*+Km'=M  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 7 rH'1U  
    )V=0IZi  
    :_>\DJ'>  
    g+e:@@ug  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: wHA/b.jH  
    h8em\<;  
    $"/UK3|d  
     
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