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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 _&N:%;9uD  
    g* -}9~  
    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。 T2A74>Nw  
    ac,<+y7A  
    建立系统 r3Kx  
    )h]tKYx  
    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。 xouBBb=  
    i)/#u+Y1P  
    5Z(q|nn7P  
    -M+o;  
    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。 y#P _ }Kfo  
             "AlR%:]24~  
         [U$`nnp  
                   mC$ te  
    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。 S^N{=*  
    Z1h6Y>j  
    *o6QBb  
    S/yBr`  
    Y3ypca&P9  
    1lsg|iVz  
    ?btX&:j2P  
    MM~4D  
    !95Q4WH-@  
         #bb$Icmtk  
    分析 'N&s$XB,  
    BA9;=orx  
    这个系统的点扩散函数: Qqd+=mgc  
      •    Log (Normal PSF) }5d|y*  
    •    λ = 0.55 mm {;38&Izwz  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Q@s G6 iz  
    •    EPD = 10 mm m[w~h\FS  
    •    f/# = 9.68 2{G7ignv  
    点扩散函数如下图: yn2k!2]&T<  
    xw*/8.Md6f  
    OYOczb]  
           >qdRqy)DC  
    aSeh?2n8  
    系统的点扩散函数是: ?'$} k  
    •     Log (Normal PSF) 3P*"$fH  
    •     λ = 0.55 mm V^\b"1X7N  
    •     1 wave 3rd order spherical /b{Ufo3v  
    •     EPD = 13.31 mm gT|&tTS1@  
    •     f/# = 7.27 j[w5#]&%  
    点扩散函数如下图: ^56#{~%^?  
    )IuwI#pm  
    +H _ /  
    %Gjjl*`E  
    演算 YY$O"!."  
    %%Wn:c>  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: U6M&7 l8  
               ]r1Lr{7^S  
    >kV=h?]Y  
    ibgF,N  
    在这个等式中变量定义如下: SU4~x0  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) *%dWNvN4X  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) g1q%b%8T  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx c+u) C%g  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Eqh&<]q  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) oX-h7;SD  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) &wB?ks  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Rx4O?7;  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 {"^#CSi  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 .Tc?9X~4  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) MLn?t^v-  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ld'Aaxl&  
    •     F == focal length(焦距 h{Y#. j~aS  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ;hPo5uZQ  
    +'D #VG  
    比较 +C(/.X Kz%  
    <V*M%YWs  
    在下图中: uX,ln(9I*H  
    透镜EPD=10mm ;Z#DB$o\  
    截止频率=184lp/mm mvBUm-X  
    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。 K-7i4 ~  
         SZC1$..2T  
    $@L}/MO  
    在下面的图表中: ]m""ga  
    透镜EPD=13.31 mm 0bG2YMs  
    截止频率=250 lp/mm xW'(]Z7_  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm J_ `\}55n  
         O0> ^?dsL  
    [3hOc/]s  
    %-[U;pJe;  
    杂散光对评价函数的影响  4K$d%  
    Psu*t%nQ?A  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 z,=k F I  
    wz 5*?[4  
    o*|j}hnbv  
    Qtn%h:i S~  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: WUqfY?5  
    38O_PK  
     
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