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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 cMp#_\B  
    EK$3T5e  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 :pvJpu$]  
    fKOC-%w  
    建立系统 }GL@?kAGR5  
    |58xR.S'g  
    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。 B'8/`0^n5  
    R-J^%4U`7  
    K:(E"d;  
    ~Y/o9x0  
    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。 g}n-H4LI  
             T?HW=v_a  
         )uu1AbT +e  
                   :.aMhyh#*  
    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。 jcL%_of  
    SZ(]su:  
    (rm*KD"]  
    R]<N";-  
    T1#r>3c\  
    ]-"G:r  
    xTg=oq  
    y$[:Kh,  
    !!?TkVyEyM  
         " `FcW  
    分析 ;7E c'nC4  
    ble[@VW|  
    这个系统的点扩散函数: Ra/Pk G-7  
      •    Log (Normal PSF) w?:tce   
    •    λ = 0.55 mm TQ5*z,CkS  
    •    0.32 waves 3rd order spherical w;;9YFBdM  
    •    EPD = 10 mm 1Y'NG<d _  
    •    f/# = 9.68 X R|U6bf]  
    点扩散函数如下图: 7!U^?0?/  
    #g=  
    `Vl9/IEk  
           1V.oR`&2E  
    R9\ )a2  
    系统的点扩散函数是: <NWq0 3:&  
    •     Log (Normal PSF) f9D01R fo  
    •     λ = 0.55 mm c*.-mS~Z`  
    •     1 wave 3rd order spherical 'S%H"W\  
    •     EPD = 13.31 mm d$hBgJe>N  
    •     f/# = 7.27 we8aqEomr  
    点扩散函数如下图: l}SHR|7<  
    50""n7I<%  
    ir|c<~_=  
    e2^TQv2(=e  
    演算 nO+R >8,Q  
    Kf1NMin7  
    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: ,49Z/P  
               Xz`0nU  
    \{ve6`7Rn  
    lHAWZyO  
    在这个等式中变量定义如下: V]NCFG  
    •     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) QQJf;p7  
    •     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) $C{,`{=  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx < 1[K1'7h  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); TJCE6QG  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) jn(%v]  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) CEW1T_1U<\  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) u4j"U6"]M  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 s'|t2`K("  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 XY#.?<"Q8  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) S$ffTdRz  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 2Qt!JXC  
    •     F == focal length(焦距 yd=b!\}WJ  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ocu,qL)W  
    b~qH/A}h  
    比较 " T9UedZ  
    iX[g  
    在下图中: .,20_<j%=  
    透镜EPD=10mm k!Q{u2  
    截止频率=184lp/mm @VPmr}p:{  
    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。 Q(36RX%@  
         Wy%FF\D.Y  
    Z&O6<=bg!  
    在下面的图表中: |]?zH~L  
    透镜EPD=13.31 mm xHMFYt+0$G  
    截止频率=250 lp/mm M*f]d`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 YS_3Cq  
         )2_[Ww|.  
    xv&h>GOg  
    ;tSA Q  
    杂散光对评价函数的影响 <{GVA0nr  
    <v'&Pk<  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 1 +[sM  
    J ZkQ/vp(  
    AgZ?Ry  
    9z..LD(  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: e[16 7uU  
    <Se9 aD  
     
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