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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 i-~HT4iw  
    \I1+J9Gl  
    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。 Z{xm(^'i  
    qd(C%Wk  
    建立系统 1|l'oTAA  
    7'z{FS S  
    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。 CEq0ZL-W  
    <Qu]m.z[  
    F\F_">5  
    n.n;'p9t@  
    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。 `WGT`A"  
             _Je<_pl!D  
         I9rWut@+  
                   d}j%. JJK  
    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。 =<MSM\Rb  
    FM$XMD0=  
    Pp3<K649  
    H WOs   
    W0J d2*]  
    @{3$H^  
    A-Be}A  
    G?)NDRM  
    Y|FF ;[  
         5RXZ$/  
    分析 0+%{1JkJq  
    6^y*A!xY  
    这个系统的点扩散函数: ]Qm$S5tU  
      •    Log (Normal PSF) )0 UVT[7  
    •    λ = 0.55 mm 9z6-HZG'~<  
    •    0.32 waves 3rd order spherical GcaLP*%>B  
    •    EPD = 10 mm ~x^E kE  
    •    f/# = 9.68 8Q ba4kgL  
    点扩散函数如下图: smaPZ^;; j  
    d"o5uo  
    ,r^zDlS<q  
           A?V}$PTlx  
    Lgp{  hK  
    系统的点扩散函数是: ea[vzD]  
    •     Log (Normal PSF) Z> Jm  
    •     λ = 0.55 mm l*~O;do  
    •     1 wave 3rd order spherical 4Bg"b/kF  
    •     EPD = 13.31 mm F3+ ;2GG2  
    •     f/# = 7.27 m_YXTwwx  
    点扩散函数如下图: t66Cx  
    /iURP-rl  
    d1]CN6 7{G  
    |2t g3m@  
    演算 -E{D' X  
    eA q/[(  
    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: E| eEAa  
               `t[b0; 'OH  
    ~ +DPq|-O  
    X)7_@,7  
    在这个等式中变量定义如下: EMy>X  
    •     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^)W/dP  
    •     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) 1%Hc/N-  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 3{c6)vR2  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ;B*im S10  
    •    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, ...) ls[0X82F  
    •   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) x6yYx_  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) wr);+.T9R  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 }@6Tcn1  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ]q^6az(Ud  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) !UHWCJ< <w  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) >u?m Bx  
    •     F == focal length(焦距 PY81MTv0;  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) EPeKg{w  
    9r2l~zE  
    比较 $[f-{B{>*  
    j-]`;&L  
    在下图中: -t#YL  
    透镜EPD=10mm suKr//_  
    截止频率=184lp/mm %lsRj)n  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 /3Y\s&y  
         lV%oIf[OB  
    :/A7Z<u,  
    在下面的图表中: Lf 0X(tC  
    透镜EPD=13.31 mm z|Y  Ms?  
    截止频率=250 lp/mm `:b*#@  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm  'ug:ic  
         c'|](vOd]  
    WwDd62g  
    [D%(Y ~2  
    杂散光对评价函数的影响 JjMa   
    HQkK8'\LP  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 j_3`J8WwF  
    bW-sTGjRD  
    i0}f@pCB?X  
    ~a$h\F'6  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: }G/!9Zq  
    = Ed0vw  
     
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