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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 $}V7(wu 6@  
    exsQmbj* %  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 |}%(6<  
    d RHlx QUn  
    建立系统 BQE{  
    zU=YNrn  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 M9h<}mh\  
    4Fh&V{`W  
    vT&j{2U7XW  
    <( cM*kV  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 <&KLo>B^  
             qjJ{+Rz2  
         ;gdi=>S_  
                    7N!tp,?  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 >7"$}5d  
    4,gol?a  
    { ( _B  
    p| Vmdnb  
    #_on{I  
    9e0C3+)CY  
    fFjLp l  
    };i&a%I|  
    <>SR4  
         mu 2 A%"7  
    分析 j!6elzg  
    nMTLD  
    这个系统的点扩散函数: pCz@(:0  
      •    Log (Normal PSF) ,LoMt ]H  
    •    λ = 0.55 mm E"G:K`Q  
    •    0.32 waves 3rd order spherical @X3 gBGY)  
    •    EPD = 10 mm bELIRM9  
    •    f/# = 9.68 '.=Wk^,Ua  
    点扩散函数如下图: aytq4Ts  
    UY1JB^J$  
    @^'G&%j  
           NG!>7$@RV  
    J'I1,5(  
    系统的点扩散函数是: j2< !z;2  
    •     Log (Normal PSF) Y')O>C0~  
    •     λ = 0.55 mm (y-x01H  
    •     1 wave 3rd order spherical cWgbd^J  
    •     EPD = 13.31 mm YgO aZqN  
    •     f/# = 7.27 -iY9GN89c  
    点扩散函数如下图: sI^@A=.@  
    #>7')G  
    x>U1t!'  
    UOn!Y@  
    演算 <$RS*n  
    %'RI 3gy  
    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: A2}Z *U(;  
               "Czz,;0  
    73&]En  
    dE 3i=  
    在这个等式中变量定义如下: X{5v?4wI  
    •     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) ,[Dh2fPM,  
    •     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) L4\SB O  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx B rez&3[  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); l9M#]*{  
    •    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, ...) "[%;B0J  
    •   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) u@GRN`yn  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) p2pTs&}S  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 A8_\2'b  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 TSc~$Q]  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 3%It~o?  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) =XZF.ur  
    •     F == focal length(焦距 UgF)J  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ]&3s6{R  
    Zp/qs z(]  
    比较 K[iY{  
    e8~62O^  
    在下图中: <7vIh0  
    透镜EPD=10mm D)H?=G  
    截止频率=184lp/mm y8<lp+  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 "o\6k"_c>  
         -IpV'%nX;  
    2 ||KP|5@  
    在下面的图表中: ]7#^])>  
    透镜EPD=13.31 mm _4~ng#M*  
    截止频率=250 lp/mm 5@w'_#!)  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm ^yn[QWFO  
         . 1{vpX  
    N:UDbLjw~  
    ]ro1{wm!WU  
    杂散光对评价函数的影响 1A|x$j6m  
    ~ERRp3Ee ?  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 j6&zRFX  
    )z ?&" I  
    'U|MM;(  
    MFc=B`/X  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: vSyi}5D  
    Z4wrXss~  
     
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