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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: 2024-11-07
    描述 s j{i  
    yDW$v/j.|  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 98AX=%8  
    bI?YNt,  
    建立系统 3>t^Xu~  
    L+o"<LV]  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 =UW! 7OzC  
    T,eP&IN  
    Ysz&/ry  
    DoA+Bwq@  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ow{SsX  
             }+4^ZbX+:  
         Q-g}{mFS  
                   W{!GL  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 B5Y 3GWhrx  
    -$js5 Gx1  
    U ,wJ8  
    ~@wM[}ThP$  
    &58+-jzW  
    E1uyMh-dy  
    z rg#BXj7  
    `Z:5E  
    v8>?,N#  
         a*Oc:$  
    分析 dE[nPtstb  
    6cV -iDOH  
    这个系统的点扩散函数: ~Yw`w 2  
      •    Log (Normal PSF) _z$lg]q  
    •    λ = 0.55 mm ] 3@.)  
    •    0.32 waves 3rd order spherical |E YJbL;1%  
    •    EPD = 10 mm L-T3{I,3  
    •    f/# = 9.68 (79y!&9p  
    点扩散函数如下图: 1k *gbXb  
    1dy>a=W  
    ?Q ]{P]  
           6:v$g  
    Gw/imXL  
    系统的点扩散函数是: 1j7sJ" *  
    •     Log (Normal PSF) xA-u%Vf7@  
    •     λ = 0.55 mm ^K#PcPF-j  
    •     1 wave 3rd order spherical eXqS9`zKr  
    •     EPD = 13.31 mm cCoa3U/  
    •     f/# = 7.27 $]Vvu{  
    点扩散函数如下图: w,t>M_( N  
    Sf2pU!5n^  
    <{"]&bl  
    8U5L |Ny.q  
    演算 &F*L=Ng  
    Ie[8Iot?bn  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: LyRU2A  
               d3$&I==;:  
    /NH9$u.g  
    &3Q!'pJJ  
    在这个等式中变量定义如下: [=63xPxs.  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) S|{'.XG  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ){PL6|5x  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx >0W:snNK  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0 s-IW  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) @o[C Xrz  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) @C]Q;>^|  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ~qG`~/7  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 xMAfa>]{n  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Q!%4Iq%jr  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) hpxqL%r  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) f#s /Ycp+  
    •     F == focal length(焦距 /$ -^k[%  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) m@r+M"!R  
    x2|YrkGv  
    比较 '8Q:}{  
    f xWW "B*A  
    在下图中: 1mLd_ ]F'F  
    透镜EPD=10mm Kd?TIeFE  
    截止频率=184lp/mm dU7+rc2,CU  
    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。 ],lrT0_cT  
         ;^q@w  
    fgs){ Ng`  
    在下面的图表中: eVobs2s  
    透镜EPD=13.31 mm /.'tfy $  
    截止频率=250 lp/mm D5wy7`c  
    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 e;y\v/A  
         %6\e_y%  
    om`x"x&6  
    O>Vb7`z0<  
    杂散光对评价函数的影响 U4J9b p|  
    5Av bKT  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 eY)JuJ?  
    7IrbwAGZ3  
    /B $9B  
    -R^OYgF  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: #}/YnVk  
    Xndgs}zz  
     
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