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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 #i QX 6WF  
    5,+\`!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。 ~4.r^)\  
    ~>ME'D~  
    建立系统 ic6L9>[  
    #*q2d  
    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。 Iyk6=&?j  
    L^9HH)Jc  
    \hk/1/siyF  
    `ZHP1uQ<  
    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。 "i'bTVs  
             }4jC_ZAupt  
         ^Uw[x\%#gD  
                   ?`sy%G  
    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。 lH BI  
     SVP:D3)  
    90 { tIX  
    T)u4S[ &  
    :x>T}C<Y  
    {'3D1#SK  
    kv|,b  
    2@@l{Y0f6  
    O@U?IF$  
         V: p)m&y6  
    分析 Q/_#k/R  
    ,j9 80/  
    这个系统的点扩散函数: 8q_0,>w%  
      •    Log (Normal PSF) H9"=  p  
    •    λ = 0.55 mm Y'm=etE  
    •    0.32 waves 3rd order spherical i3V/`)iz  
    •    EPD = 10 mm +!>LY  
    •    f/# = 9.68 ]Bu DaxWN  
    点扩散函数如下图: tFU;SBt8Ki  
    vgPUIxB@  
    :uCdq`SaQl  
           p,#6 @*  
    i&tsYnP2  
    系统的点扩散函数是: i*tv,f.(  
    •     Log (Normal PSF) 6TFo|z!C  
    •     λ = 0.55 mm z4O o@3$\R  
    •     1 wave 3rd order spherical o\4t4}z~'f  
    •     EPD = 13.31 mm nsJ:Osq|  
    •     f/# = 7.27 3A0_C?E  
    点扩散函数如下图: 2ChWe}f  
    oj.lj!  
    `q?RF+  
    O8RzUg&  
    演算 a|x8=H  
    F?*k}]Gi  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ?z.Isvn  
               u^Sv#K X  
    Xz1c6mX|o  
    =y;@?=T  
    在这个等式中变量定义如下: JieU9lA^&B  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) ZJXqCo7O  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) Kdt|i93  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx _ VKgs]Y  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); gRvJ.Q{h  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) z[ #6-T &  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) U1\MA6pXW  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) h;Mu[`  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 <q6`~F~|  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 [}k|  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) QT}iaeC1i  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) wXCyj+XB*  
    •     F == focal length(焦距 mTd<2Hy  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Q;gQfr"c7  
    ,V2#iY.%}N  
    比较 2]Fu 1  
    gE=Wcb!  
    在下图中: 5Fe-=BX(  
    透镜EPD=10mm `QLowna  
    截止频率=184lp/mm g\J)= ,ju,  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Qv!rUiXq  
         |0w~P s  
    u[[/w&UV.,  
    在下面的图表中: h#R&=t1,^  
    透镜EPD=13.31 mm PJwEA  
    截止频率=250 lp/mm #_p  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm _h~p:=  
         N[ Q#R~Hn<  
    +3?`M<L0  
    :|($,3*  
    杂散光对评价函数的影响 p2a?9R  
    PdjCv+R6?  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ORtg>az\%  
    ?1DUNZ6  
    GU#Q}L2  
    [J:zE&aj  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: wy\o*P9mG)  
    CRd_}  
     
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