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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 *!JB^5(H  
    pqb`g@  
    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。 '2i !RT-  
    @tY]=pqn_  
    建立系统 uSRhIKy  
    :{ZwzJ  
    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。  .gmS1ju  
    R3U|{vgl  
    d23=WNn  
    KK3iui  
    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。 f+hHc8g  
             ^g|cRI_"  
         X?[ )e  
                   S4 Uu/EX6S  
    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。 ~CkOiWC0  
    GVJ||0D  
    A]5];c  
    R'zi#FeP  
    HnKgD:  
    Wh| T3&  
    #"rK1Z  
    ZK'46lh  
    z)U7  
         @`C'tfG/4  
    分析 L;$>SLl,  
    ltDohm?  
    这个系统的点扩散函数: ;*<R~HJt  
      •    Log (Normal PSF) 9QLG:(~;  
    •    λ = 0.55 mm 0V>Ho H   
    •    0.32 waves 3rd order spherical  jF0"AA  
    •    EPD = 10 mm ?YS>_ MN  
    •    f/# = 9.68 +llb{~ZN  
    点扩散函数如下图: ls:oC},p*  
    } v:YSG  
    QCb%d'_w+  
           $8UW^#Bpq  
    iaEQF]*cC  
    系统的点扩散函数是: f+uyO7  
    •     Log (Normal PSF) MkoK(m{7  
    •     λ = 0.55 mm O_a^|ln&  
    •     1 wave 3rd order spherical WIf.;B)L  
    •     EPD = 13.31 mm 2<I=xWwFA  
    •     f/# = 7.27 ]&]DF Y~n  
    点扩散函数如下图: r4X}U|s!0  
    =FhP$r*  
    Fy Ih\  
    0Q&(j7`^@  
    演算 >x;\H(g  
    FUI*nkZY  
    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: ^gvTc+|  
               ~>u| 7 M$(  
    [QgP6f]=  
    |_TI/i>?'  
    在这个等式中变量定义如下: SK'h!Ye5Z  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) mXp#6'a  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) O%\cRn8m  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx e !jy6 t  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 7\2I>W  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) W<pr Y  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) f1ANziC;i  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ai sa2#  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 gPMfn:a-8  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Ph[MXb:*  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) F5 ]<=i  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) .yZLC%}  
    •     F == focal length(焦距 .A<Hk1(-)  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) F&czD;F  
    0<\|D^m=&h  
    比较 3Vc}Q'&Y  
    0d_)C>gcF  
    在下图中: ~ #3{5* M  
    透镜EPD=10mm MIIl+   
    截止频率=184lp/mm C(G.yd  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 JpfA+r  
         3t TOs  
    SKH}!Id}n  
    在下面的图表中: (^}t  
    透镜EPD=13.31 mm W7!gD  
    截止频率=250 lp/mm }b(h D|e  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm AuXUD9 -  
         uH9Vj<E$K  
     *XhlIQ  
    c{/R?<  
    杂散光对评价函数的影响 n]IF`kYQV  
    dRJ ](Gw  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 XMI*obS'z  
    /@ @F nQ++  
    i86:@/4~F  
     lrv-[}}  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ^}-l["u`  
    rS BI'op  
     
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