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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 |D `r o  
    DH(Q md  
    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。 [42vO  
    8`e75%f:2  
    建立系统 Q{hXP*5  
    a2l\B~n  
    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。 L0\97AF  
    %#!pAUP\&  
    #/u%sX`#y  
    g`6_Ao8  
    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。 3l?D%E]P  
             }}AooziH9  
         MdzG2uZT  
                   =.q Zgcg  
    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。 F`W8\u'db  
    @<$-*,  
    PP\nR @  
    Y7QIFY's~  
    [ugBVnma  
    rQ0V3x1"Qx  
    ;J"b%~Gn  
    *82f {t]  
    K8,fw-S%  
         $O}:*.{(W  
    分析 K OZHz`1!  
    y/!h.[  
    这个系统的点扩散函数: %O$4da"y  
      •    Log (Normal PSF) x.Sq2rw]V  
    •    λ = 0.55 mm $S~e"ca1  
    •    0.32 waves 3rd order spherical seT?:PCA  
    •    EPD = 10 mm J|k~e,C  
    •    f/# = 9.68 *], ]E;  
    点扩散函数如下图: Dps0$f c  
    F<'@T,LVc  
    [I*BEJ;W'  
           Vz$X0C=W;H  
    Hu"?wZj  
    系统的点扩散函数是: tvH{[e$  
    •     Log (Normal PSF) ?eUhHKS5  
    •     λ = 0.55 mm ~(2G7x)  
    •     1 wave 3rd order spherical 2jQ|4$9j  
    •     EPD = 13.31 mm _e/>CiN/  
    •     f/# = 7.27 Mz}yf5{f  
    点扩散函数如下图: l1X& Nw1W  
    Etk`>,]Y>y  
    #q`-"2"|  
    %M+ID['K9/  
    演算 ulM6R/ V:?  
    9Ra_[1  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: mT8")J|2  
               %T3L-{s5  
    Do3;-yp>`  
    QO;W}c:N  
    在这个等式中变量定义如下: A;~u"g'z&  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) ,(0q  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) L&td4`2y  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx pgg4<j_mn  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); nK*$P +[R  
    •    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, ...) j(Tt-a("z  
    •   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) ZU%7m_zO  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ^+CTv  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 4zyy   
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 I2JE@?  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) T7E9l  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) PqMU&H_  
    •     F == focal length(焦距 cX$ Pq  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) kFPZ$8e  
    =y" lX{}G  
    比较 p"Ki$.Y  
    ; qT~81  
    在下图中: Q/T\Rr_d  
    透镜EPD=10mm {9wBb`.n^  
    截止频率=184lp/mm [eV!ho*r  
    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。 S?.2V@Ic  
         (dO, +~  
    n,eO6X 4  
    在下面的图表中: ]kC/b^~+m  
    透镜EPD=13.31 mm 't3/< h<  
    截止频率=250 lp/mm Ql-RbM  
    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 D0(QZrVa  
         so h3 d  
    .Y.\D\>~  
    Jt6~L5[_s  
    杂散光对评价函数的影响 (r_xs  
    MrIo.  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 mO$]f4}  
    .%>UA|[~:  
    CA[-\>J7y  
    M|e Qds  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: l_JPkM(mJw  
    /I~iUND"G  
     
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