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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 U%u%_{-  
    B +<i=w  
    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。 ]7:*A7/!.  
    cOrFe;8-.  
    建立系统 DNmP>~  
    KnxK9  
    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。 }]!?t~5*  
    RQQ\y`h`  
    rOA{8)jIa*  
    ee\xj$,  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 -kkp Ew\  
             </-aG[Fi  
         S*w;$`Y  
                   H*R4AE0  
    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。 Q)L6+gW^  
    GS&iSjw  
    *)xjMTJ%  
    7j~}M(s"  
    LnlDCbF;!  
    e{E8_2d  
    CEl9/"0s6  
    KbM1b  
    CEEAyip-c  
         {}DoRp q=  
    分析 rPXy(d1<`S  
    J[{?Y'RUM  
    这个系统的点扩散函数: W`gzMx  
      •    Log (Normal PSF) (y!V0iy]  
    •    λ = 0.55 mm }y&tF'qG  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ZMGthI}~-  
    •    EPD = 10 mm y\@INA^  
    •    f/# = 9.68 #2*6esP  
    点扩散函数如下图: H%G|8,4  
    Dg'BlrwbR  
    Xn # v!  
           45U!\mG  
    t~kh?u].j  
    系统的点扩散函数是: W+`T:Mgh  
    •     Log (Normal PSF) 7 DW_G  
    •     λ = 0.55 mm ?my2dd,|  
    •     1 wave 3rd order spherical C|-QU  
    •     EPD = 13.31 mm `g^bQ x  
    •     f/# = 7.27 Pt\GVWi_t  
    点扩散函数如下图: b<\aJb{2  
    ;nbbKQ]u  
    =l+~}/7'Z  
    j:P(,M[  
    演算 1^AG/w  
    g\Akf  
    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: 7;3;8Q FX  
               *RJiHcII  
    Ck>{7 Gw  
    1dl(`=^X  
    在这个等式中变量定义如下: UJ7{FN=@t  
    •     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) %[WOQ.Sh  
    •     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) Yc2dq e>  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 6)[gF 1  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); H C(7,3  
    •    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, ...) mJ JF  
    •   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) K %.>o  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ?cKe~Q?3  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 "/0Vvy_|  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 q"$C)o  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) nl+8C}=u  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 82KWe=  
    •     F == focal length(焦距 /33m6+  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) .M([n-  
    W,bu=2K6  
    比较 V(P 1{g  
    @r3,|tkrz  
    在下图中: .kp3<.  
    透镜EPD=10mm tf4clzSTa  
    截止频率=184lp/mm $8WeWmY  
    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。 M@<r8M]G  
         DsCbMs=Y  
    >TG#  
    在下面的图表中: e {805^X}  
    透镜EPD=13.31 mm wOn*QO[  
    截止频率=250 lp/mm 1HBWOV7z.?  
    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 Z7J4r TA  
         Q=h37]U+  
    RW|Xh8.O  
    KS Q*HO)5  
    杂散光对评价函数的影响 4GG0jCNk  
    ]/{iIS_  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 _WN\9<  
    r:--DKt  
    CS\8ej}y  
    NuR3]Ja\0  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Z=9gok\  
    EqF>=5*  
     
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