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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 | > t,1T.  
    Ew,1*WK!  
    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。 xPp\OuwK  
    ~[*\YN);  
    建立系统 gR#lRA/  
      mN^/  
    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。 MGbl-,]  
    + 7~u_J  
    u&-Zh@;Q7  
    RX\l4H5;  
    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。 +CaA%u  
             XLq%nVBM8\  
         t^')ST  
                   31-:xUIX  
    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。 rY:A LA  
    Ms61FmA4  
    Y(U+s\X  
    ?7k%4~H t  
    rEfo)jod  
    oU[>.Igi  
    ZIr&_x#e  
    9V/:1I0?&0  
    /9wmc2  
         ba`V`0p-(  
    分析 @b]?Gg  
    }<7S% ?TY  
    这个系统的点扩散函数: qGK -f4  
      •    Log (Normal PSF) MpCK/eiC  
    •    λ = 0.55 mm V;-$k@$b.  
    •    0.32 waves 3rd order spherical +$SJ@IH[<  
    •    EPD = 10 mm x sN)a!  
    •    f/# = 9.68 w$fP$ \+  
    点扩散函数如下图: YYs/r  
    %V;B{?>9zB  
    H4Lvw8G  
           y} W-OLE  
    QKVFH:"3  
    系统的点扩散函数是: ^6kE tTO*  
    •     Log (Normal PSF) :d{-"RAG"  
    •     λ = 0.55 mm lXnzomU  
    •     1 wave 3rd order spherical 1[U`,(C1  
    •     EPD = 13.31 mm X8uAwHa6F  
    •     f/# = 7.27 yzH[~O7  
    点扩散函数如下图: W+5<=jXFB  
    UD6:X&Un  
    Smc=-M}  
    IizPu4|  
    演算 Rv=rO|&]  
    q y\Z2k  
    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: fFiFS\''V  
               yZc_PC`  
    BSd\Sg4  
    [19QpK WM  
    在这个等式中变量定义如下: Eb.k:8?Tn  
    •     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) aFf(m-  
    •     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) q37d:Hp  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx "'@>cJ=  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); H7Y :l0b  
    •    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, ...) \:Vm7Zg  
    •   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) DV5K)m&G  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) i+XHXpk  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 tOT(!yz  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 7AouiL 2-W  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) NG\g_^.M  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) {I^@BW-  
    •     F == focal length(焦距 79MF;>=tV  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) %}/|/=  
    V X"! a  
    比较 f:u3fL  
    \&#IK9x{  
    在下图中: EH~t<  
    透镜EPD=10mm 2, R5mL$  
    截止频率=184lp/mm 3-6Lbe9H  
    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。 C;jV)hr6P  
         A(v5VvgZE  
    S|pf.l  
    在下面的图表中: 8%Eemk>G{  
    透镜EPD=13.31 mm Zv|TvlyT"  
    截止频率=250 lp/mm  U rL|r.  
    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 @{LD_>R  
          J]4pPDm  
    FhJtiw@  
     f2.|[  
    杂散光对评价函数的影响 t4[<N  
    [L`w nP  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 3D^!U}E  
    x3tos!Y  
    LE]mguvs  
    ~/m=Q<cV  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 8kYI ~  
    {"WfA  
     
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