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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 {KWVPeh  
     pX_#Y)5  
    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。 =:&xdphZ+  
    ,,{;G'R|  
    建立系统 =sYILe[  
    fs ufYIf  
    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。 9~Dg<wQ  
    tVRN3fJH  
    ,/w*sE  
    .rtA sbp.!  
    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。 8z1z<\  
             7.h{"xOx{  
         i=EOk}R  
                   Cq2Wpu-u  
    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。 U=G49 ~E  
    ",b:rgpRp  
    bgor W"'  
    m;dwt1'Zw  
    ln82pQD2Y~  
    LU:xmDv  
    '|IcL1c=I  
    >B{NxL3->  
    pt <zyH3Z  
         f)*"X[)o  
    分析 t neTOj  
    3NpB1lgh&:  
    这个系统的点扩散函数: ^o3,YH  
      •    Log (Normal PSF) Rml'{S  
    •    λ = 0.55 mm ?#K.D vGJ  
    •    0.32 waves 3rd order spherical LlX)xJ  
    •    EPD = 10 mm a#j,0FKv  
    •    f/# = 9.68 |Vpp'ipr  
    点扩散函数如下图: IA`voO$  
    *9j'@2!M  
    )s $]+HQs  
           w jkh*Y  
    A"JdG%t>.h  
    系统的点扩散函数是: 1b9S";ct0  
    •     Log (Normal PSF) Fv~lasW[  
    •     λ = 0.55 mm '3>;8(s l  
    •     1 wave 3rd order spherical L )JB^cxf  
    •     EPD = 13.31 mm ps{4_V-3u  
    •     f/# = 7.27 fB$a )~  
    点扩散函数如下图:  ~71U s  
    P=n_wE  
    [inlxJD  
    juHL$SGC  
    演算 =*\.zr  
    ?J:w,,4m  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ftYJ 3/WH  
               60+zoL'  
    B(W~]i  
    Av.tr&ZNb  
    在这个等式中变量定义如下: lCU clD  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) O)dnr8*  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) f]NLR>$L}  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx N )Z>]&5  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); -$Fj-pO\  
    •    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, ...) DN2 ]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) =2p?_.|'  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) !eyLh&]5  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 v?`R8  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 IBT>&(cnV  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) vvxxwZa=O  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) &nmBsl3Q.  
    •     F == focal length(焦距 O\=Z;}<N  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) eQ>Ur2H8n  
    #kW=|8X  
    比较 JG!B3^qB  
    %ztZ#h~g  
    在下图中: e/D{^*~S  
    透镜EPD=10mm <X8Urum  
    截止频率=184lp/mm >#G%2Vp  
    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。 QEJu.o  
         i-CJ{l  
    [7@blU  
    在下面的图表中: HJl?@& l/  
    透镜EPD=13.31 mm [edF'7La  
    截止频率=250 lp/mm )O[8 D  
    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 u2#q7}  
         wiN0|h>,  
    lD0p=`.  
    (@^9oN~}  
    杂散光对评价函数的影响 e1Db +QBV  
    a OmG,+o  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 JT 7WZc)  
    ? $B4'wc5  
    iWt%Boyi  
    _`?0w#> 0  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ko}& X=  
    Z 8w\[AF{$  
     
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