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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 SG0PQ  
    B` +, 8  
    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。 a{JO8<dlm  
    cuy9QBB :  
    建立系统 tW-[.Y -M,  
    2_M+o]Z^  
    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。 ;g2UIb?{6  
    Y2dml!QM  
    v Lq%k+D#  
    *|C vK&7  
    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。 @8A[HP  
             C#)T$wl[E  
         : vgn0 IQ  
                   R4k+.hR  
    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。 BYa#<jXtAT  
    GM)q\Hx{  
    q.@% H}  
    %Kp^wf#o9  
    Pq(LW(  
    ^~bd AO81  
    $T7 qd  
    #&L7FBJ"*v  
    z> DQ  
         >*!^pbZfX  
    分析 =43NSY  
    {&B0kjf  
    这个系统的点扩散函数: t6\--lk_  
      •    Log (Normal PSF) R2 J A(Hn  
    •    λ = 0.55 mm y; <}`  
    •    0.32 waves 3rd order spherical hJk:&!M=T  
    •    EPD = 10 mm E?BF8t_fTE  
    •    f/# = 9.68 ]A#:Uc5  
    点扩散函数如下图: %,ScGQE  
    +bJ~S:[  
    .ns=jp  
           SK 5]7C2  
    ZB/1I;l`c  
    系统的点扩散函数是: zzW$F)X  
    •     Log (Normal PSF) +|5 O b  
    •     λ = 0.55 mm l7@cov  
    •     1 wave 3rd order spherical R1<$VR  
    •     EPD = 13.31 mm )"6"g9A  
    •     f/# = 7.27 &k-NDh3  
    点扩散函数如下图: p T z]8[^  
    ! R3P@,j  
    n'JS-  
    @'?gan#(  
    演算 BB(v,W  
    +Kg }R5+  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: u$(ei2f  
               koD}o^U#  
    |90X_6(  
    ji.?bKqHE  
    在这个等式中变量定义如下: ]?oJxW.  
    •     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) I Xm[c@5l  
    •     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) zfg+gd)Z  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx c813NHW  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); }#g+~9UK  
    •    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, ...) Qc PU{#6  
    •   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) w1VYU>  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) D.x8=|;  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 }Ya! [tX  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ;)P=WS:=  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) *">CEQ[MT  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) UK*v\TMv  
    •     F == focal length(焦距 -Wh 2hWg+  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) -o!bO9vC  
    >+Iph2]  
    比较 d~h;|Bl[  
    iDhC_F|  
    在下图中: n4}e!  
    透镜EPD=10mm ZU+_nWnl  
    截止频率=184lp/mm g#7Q-n3^  
    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。 H=g%>W%3  
         ,&o^}TFkg  
    X7`-dSVE  
    在下面的图表中: B I3fk  
    透镜EPD=13.31 mm *,*O.#<6  
    截止频率=250 lp/mm )& Oxp&x  
    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 .]JIo&>5  
         NJ-Ji> w  
    B'`25u_e<  
    $N;J)  
    杂散光对评价函数的影响 4 m"0R\  
    ) jvI Nb  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 hlze]d?z  
    5;^1Ab0  
    8"-=+w.CZ  
    @pYC!;n+  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: OJJ [Er1  
    yG7H>LF?8  
     
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