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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 _{Q?VQvZ  
    jcv1z v.  
    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。 {i%x s#0h  
    eE.5zXU3R  
    建立系统 sG1]A:_<C  
    4gkV]" H!  
    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。 Jr>S/]"  
    $qUta< o2@  
    b[[6X  
    VgZaDd;  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 b-(UsY:  
             ^tKOxW# a  
         `j!2uRFe>  
                   yL3<X w|  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 `F+x]<m!  
    iZq@W3GL C  
    kW2nrkF  
    W6xjqNU  
    3P^gP32  
    >pH775I=  
    Z/05 wB  
    (8-lDoW  
    =@jMx^A"  
         61rh\<bn  
    分析 !|:q@|- %@  
    u g:G9vjQ  
    这个系统的点扩散函数: <sCq x/L  
      •    Log (Normal PSF) 7+!7]'V  
    •    λ = 0.55 mm E#2k|TpH4  
    •    0.32 waves 3rd order spherical .iN*V|n  
    •    EPD = 10 mm `Ig2f$}  
    •    f/# = 9.68 FPUR0myCU  
    点扩散函数如下图: B%g:Z  
    Qhr]eu;z  
    #HuA(``[d  
           UrcN?  
    nC!^,c  
    系统的点扩散函数是: .SV3<)  
    •     Log (Normal PSF) 73z|'0.  
    •     λ = 0.55 mm :6k DUFj}  
    •     1 wave 3rd order spherical -b>O4_N  
    •     EPD = 13.31 mm 2SPFjpG8n  
    •     f/# = 7.27 5<?c_l9X^  
    点扩散函数如下图: A{Htpm~  
    '/Cz{<,  
    P"_}F  
    8!%"/*P$  
    演算 AW&s-b%P  
    >.wd)  
    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: 9"lW"lG!  
               c)!s[oL  
    yqb <<4I  
    9PGR#!!F$  
    在这个等式中变量定义如下: "gikX/Co=  
    •     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) -zLI!F 0  
    •     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) F4<2.V)#-  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx wYMX1=  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ?| LB:8  
    •    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, ...) W>wi;Gf#  
    •   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) rHBjR_L.2  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) JR<-'  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Bpo68%dx89  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 TIh zMW\/K  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 9w<Bm"G  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) h5JwB<8  
    •     F == focal length(焦距 EM w(%}8w  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) A^@<+?  
    u\geD  
    比较 @d^h/w  
    !gew;Jz  
    在下图中: U@5Z9/n{  
    透镜EPD=10mm :@Dos'0Px  
    截止频率=184lp/mm RZh)0S>J  
    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。 N_Ld,J%g  
         [=F |^KL  
    "s<l Lgi  
    在下面的图表中: ,wo"(E!4e  
    透镜EPD=13.31 mm +* {5ORq=  
    截止频率=250 lp/mm fO(S+}  
    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 T>%ny\?tHW  
         be%*0lr  
    V"jnrNs3  
    -86:PL(I"  
    杂散光对评价函数的影响 k[)@I;m  
    R./6Q1  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 h:sG23@=  
    `80Hxp@  
    iQ"F`C  
    `#8R+c=$  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: gK\7^95  
    azc:C  
     
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