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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 ;f1qLI  
    D+JAK!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。 wi_'iv  
    D`[Khsf  
    建立系统 I|9 SiZ0  
    pTJX""C  
    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。 (W[V? !1  
    `JB?c  
    XJ1=m   
    cA)[XpQ:+W  
    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。 nhT-Ido  
             H1/?+N}(  
         UAn&\8g_  
                   E{E0Z9t7&  
    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。 j8Cho5C  
    -0Cnp/Yj@  
    )G~w[~  
    ?QZ"JX])  
    [sF(#Y:I  
    i/H+xrCK  
    l{Dct\ #s  
    @-HG`c ct  
    424(3-/v;  
         bq>_qpr  
    分析 - VxDNT}Tr  
    Djq!P  
    这个系统的点扩散函数: h[o6-f<D  
      •    Log (Normal PSF) q1?&Ev^  
    •    λ = 0.55 mm r [:   
    •    0.32 waves 3rd order spherical "ZwKk G  
    •    EPD = 10 mm n_?tN\M  
    •    f/# = 9.68 !-<p,z  
    点扩散函数如下图: ^r6!l.  
    En{`@JsM  
    ntFT>g{B  
           vS\Nd1~?  
    "]K>j'^Zs<  
    系统的点扩散函数是: +N`ua  
    •     Log (Normal PSF) ziPR>iz-  
    •     λ = 0.55 mm $5x ,6[&  
    •     1 wave 3rd order spherical UT0){%2@  
    •     EPD = 13.31 mm 2i;7{7  
    •     f/# = 7.27 kQ1w5mCh  
    点扩散函数如下图: \K`L3*cBKK  
    6AG`&'"  
    ApBWuXp|u  
    [e[<p\]  
    演算 gzoEUp =s  
    4}+/F}TbJ5  
    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: ,XDRO./+T  
               W-NDBP:  
    %\]* OZ7  
    o1 M$.*  
    在这个等式中变量定义如下: 7 d LuX   
    •     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) c\a_VRN>r  
    •     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) >leU:7  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ^nbnbU4'  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); kuyjnSo9i  
    •    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, ...) $9Hcdbdm  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) )W/;=K  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) C8 \5A8c  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 &f-Uyr7?  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 DC{>TC[p1k  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O T.*pk+<)  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) .L'.c/ s  
    •     F == focal length(焦距 o2<#s)GpY  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) jv&*uYm  
    M#(+c_(r  
    比较 6DH~dL_",%  
    yKO`rtP  
    在下图中: :Nofp&  
    透镜EPD=10mm x)(|[  
    截止频率=184lp/mm u~A6bK*  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 y;s`P .  
         +v=C@2T  
    H$y-8-&)  
    在下面的图表中: ]]zPq<b2  
    透镜EPD=13.31 mm J0@X<Lt U  
    截止频率=250 lp/mm hCC<?5q  
    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 )wT-8o  
         EK4d_L]I  
    #Y$hNQQ$F  
    iof-7{+3_  
    杂散光对评价函数的影响 gLOEh6  
    /5u<78GW1  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 j KoG7HH  
    rk #sy$  
    .ev?"!Vpp9  
    c@893<_  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: S:O O0<W  
    k |eBJ%  
     
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