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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 t67Cv/r~  
    ?h8{xa5b  
    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。 O6s.<` \  
    }j {!-&  
    建立系统 )xU-;z0"~  
    P ,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。 2-+f1,  
    6dqsFns}e  
    'Prxocxq  
    0#p/A^\#7M  
    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。 V|D] M{O  
             Tny> D0Z#  
         -7qIToO.  
                   }?8uH/+ZA  
    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=|@L<O  
    V*[b} Xew  
    W8WXY_yJt  
    pW\'Z Rj  
    ?}QH=&=^  
    ?\=/$Gt  
    u{H?4|'(  
    |AZW9  
    d9^E.8p$  
         0ezYdS~o  
    分析 :Ixx<9c.  
    #;KsJb)N.  
    这个系统的点扩散函数: ._Zt=jB  
      •    Log (Normal PSF) W6c]-pc  
    •    λ = 0.55 mm J;Rv ~<7  
    •    0.32 waves 3rd order spherical S_(d9GK<  
    •    EPD = 10 mm a}yXC<}$  
    •    f/# = 9.68 QCOo  
    点扩散函数如下图: |,C#:"z;  
    m:QG}{<.h  
    256LHY|6  
           "\%On >  
    RzKb{> ;A  
    系统的点扩散函数是: iP@6hG`:  
    •     Log (Normal PSF) hf6f.Z  
    •     λ = 0.55 mm uzOYVN$t  
    •     1 wave 3rd order spherical LaFZ?7@|}  
    •     EPD = 13.31 mm g2cVZ!GIj  
    •     f/# = 7.27 I<oL}f  
    点扩散函数如下图: 6=_~ 0PcY  
    [IZM.r`Z  
    ~"x5U{K48S  
    jyS=!ydn+  
    演算 4<,|*hAT  
    E$s/]wnr[  
    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: M)-6T{[IT  
               /a9 !Cf  
    R{YzH56M  
    "Y: /= Gx  
    在这个等式中变量定义如下: w&h 2y4  
    •     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) 9' 1B/{  
    •     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) t:~t@4j}  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ~`8hwR1&z  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); , $*IzL~  
    •    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, ...) jR ~DToQ  
    •   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) uLeRZSC  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) X?r48l??  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 gbBy/_b  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 j-@kW'K  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) kK>Xrj6  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ]:]H:U]p  
    •     F == focal length(焦距 gApoX0nrv  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Y&bM CI6U  
    F'8T;J7  
    比较 e9pOisZ;8  
    rt7<Q47QE  
    在下图中: AbwbAm+  
    透镜EPD=10mm  }alj[)  
    截止频率=184lp/mm >u +q1j.  
    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。 '1SG(0  
         klOp ^w  
    0X|_^"!  
    在下面的图表中: le)DgIT>=  
    透镜EPD=13.31 mm b8KsR=]4I  
    截止频率=250 lp/mm & -l8n^  
    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 km5~Gc}  
         I+ l%Sn#\  
    GOy%^:Xd  
    WKM)*@#,  
    杂散光对评价函数的影响 mdih-u(T|  
    bUy,5gk-  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 \YJy#2K  
    cR{>IH4^  
    * A|-KKo\  
    10[Jl5+t  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: [s1pM1x  
    Z,7R;,qX  
     
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