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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 @,OT/egF4:  
    s] au/T6b  
    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。 E^V |  
    -Zc![cAlO  
    建立系统 hYg'2OG  
    =1hr2R(V  
    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。 uzU{z;  
    WxUxc75  
    L^0v\  
    p{tK_ZBy]c  
    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$a-og(  
             >fs2kha  
         lK(Fg  
                   H3KTir"on  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 gS9>N/b|  
    Z~u9VYi!  
    EbK0j?  
    P,z:Z| }8  
    9;=dxWf   
    `!4,jd  
    +RDJY(Y$  
    M0'v&g  
    SaDA`JmO  
         -,# +`>w  
    分析 QwWW! 8  
    ,T5u'";  
    这个系统的点扩散函数: xyeA  2Y  
      •    Log (Normal PSF) dQ:cYNm  
    •    λ = 0.55 mm 4_=Ja2v8;`  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Paf%rv2  
    •    EPD = 10 mm W<,F28jI3v  
    •    f/# = 9.68 w=_Jc8/.  
    点扩散函数如下图: Lxe^v/LsT  
    Oe!6){OG)  
    Va<eusl  
           /bVZ::A&_  
    E4%j.  
    系统的点扩散函数是: j;nb?;  
    •     Log (Normal PSF) n=sXSxl  
    •     λ = 0.55 mm Tx>K:`oB  
    •     1 wave 3rd order spherical ^Z,q$Gp~P  
    •     EPD = 13.31 mm 3=.Y,ENM;  
    •     f/# = 7.27 $95~5]-nh  
    点扩散函数如下图: g.DLfwI|  
    1=VJ&D;  
    O1y|v[-BW  
    |\9TvN^$`  
    演算 Im72Vt:p-  
    <=um1P3X  
    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: eEw.'B  
               IyUdZ,ba  
    rNN j0zw>  
    J./d!an  
    在这个等式中变量定义如下: C"V%# K  
    •     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) MmoR~~*  
    •     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) fb]S-z(  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx GF<[}  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); W<b-r^9?s  
    •    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, ...) ^krk&rW3  
    •   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) %:9oDK  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) e{w>%)rcP  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 7'p8 a<x  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 .TB"eUy  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) @R6 ttx  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) <, @%*G1-  
    •     F == focal length(焦距 NTs7KSgZ  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ]7GlO9  
    eny/ fm  
    比较 @_ygnNn4R  
    ) ]6h y9<  
    在下图中: ~Qj}ijWD  
    透镜EPD=10mm P }7zE3V  
    截止频率=184lp/mm |CD"*[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。 UXr5aZ7y  
         #Z,E><t  
    Xz{~3ih  
    在下面的图表中: UmU:j@ xvg  
    透镜EPD=13.31 mm 8G^<[`.@j  
    截止频率=250 lp/mm K`%tGVY  
    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 Zk-~a r  
         [3/VCYje  
    },-*  
    A$/\1282  
    杂散光对评价函数的影响 W#F Q,+0)  
    XFwLz  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 S7iDTG_@t  
    [j,txe?n  
    <O~WB  
    x34f9! 't  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: K|S:{9Q  
    VU.@R,  
     
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