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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 r+>gIX+Fl  
    T)MKhK9\Ab  
    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。 >o.4sN@  
    .^eajb`:  
    建立系统 nGq{+ G  
    `#R[x7bA1  
    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。 Lc=t,=OhGe  
    `Ps&N^[  
    #mFIZMTRd  
    fC&hi6  
    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。 K9]L>Wj  
             X3@Uih}|  
         .r 4 *?>  
                   ka0MuQ M  
    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。 Dr)B0]KG  
    0l;TZf=H  
    ]De<'x}  
    -V7dSi  
    >4 VN1 ^  
    c~SR@ZU  
    MR}=tO  
    lxf+$Z`~:  
    $i1$nc8  
         %py3fzg  
    分析 1R-WJph  
    f}=>c|Do  
    这个系统的点扩散函数: =bgWUu\F  
      •    Log (Normal PSF) ]lqLC  
    •    λ = 0.55 mm Qco8m4n  
    •    0.32 waves 3rd order spherical tnE),  
    •    EPD = 10 mm Kl_(4kQE_  
    •    f/# = 9.68 HAwdu1$8  
    点扩散函数如下图: H%pD9'q~  
    -!q^/ux  
    8 kvF~d ;  
           42M_  %l_  
    >jz9o9?8  
    系统的点扩散函数是: >e^bq/'  
    •     Log (Normal PSF) @CMEmgk~  
    •     λ = 0.55 mm xIA]5@;a  
    •     1 wave 3rd order spherical SP.k]@P  
    •     EPD = 13.31 mm C cPOK2  
    •     f/# = 7.27 galzk$D  
    点扩散函数如下图: f*}}Az.4  
    6%it`A8}  
    rtNYX=P  
    .exBU1Yk@  
    演算 &+ "<ia(  
    bMn)lrsX  
    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: #lR-?Uh  
               _iu~vU)r  
    ;.'?(iEB  
    |M`'   
    在这个等式中变量定义如下: oR7[[H.4  
    •     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) F Y<Q|Ov  
    •     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) \HXq~Y  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx pT{is.RM  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); By waD?  
    •    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, ...) EHN(K-  
    •   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) }y Vx"e)  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) yIhPB8QL  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 9U8x&Z]P  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 DkX^b:D*f  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )r^vrCNy>  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) w"5Eyz-eO  
    •     F == focal length(焦距 r0!')?#Z  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) rY 6x):sC  
    C$q};7b1N  
    比较 ^s6}[LDW>@  
    %N)B8A9kh  
    在下图中: )X?oBNsj  
    透镜EPD=10mm !KMl'kswe:  
    截止频率=184lp/mm }f;WYz5  
    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。 /5)*epF+  
         P0yDL:X[  
    6@TU9AZS `  
    在下面的图表中: <o/!M6^:  
    透镜EPD=13.31 mm !NH(EWER  
    截止频率=250 lp/mm -'Ay(h   
    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 \_WR:?l  
         EjL]#,QR  
    f";pfu_FZ  
    Vm|KL3}NRv  
    杂散光对评价函数的影响 iLch3[p%  
    )7 q"l3e"u  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 (P`=9+  
     V1B!5N<  
    }[Z'Sg]s  
    OKAU*}_  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: f[1cN`|z  
    uLafO=Q  
     
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