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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 YWXY4*G  
    TB@0j ;g  
    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。 yG ,oSp|  
    &-h z&/A,  
    建立系统 I/HcIBJ  
    _^(}6o  
    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。 @7fx0I'n  
    H/I1n\  
    0?0$6F  
    N"M?kk,  
    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。 $ OAak  
             t V:oBT*  
         2l YA% n  
                   (=/%_jj  
    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。 mx ]a@tu  
    9td[^EB#(h  
    w9c^IS  
    A{QXzoWkg0  
    !i dQ-&  
    Ug1[pONk  
    iYE7BUH=  
    _Dv<  
    |vI1C5e  
         R'Y=- yF  
    分析 bY>JLRQJ-  
    hHoc>S6^M  
    这个系统的点扩散函数: ]%4rL S  
      •    Log (Normal PSF) %dN',  
    •    λ = 0.55 mm <8SRt-Cr  
    •    0.32 waves 3rd order spherical nG+L'SmI  
    •    EPD = 10 mm 33*NgQ;&~'  
    •    f/# = 9.68 F\H^=P  
    点扩散函数如下图: _Cd_i[K[  
    Naqz":%.  
    yOQEF\  
           `O'@TrI  
    3!OO_  
    系统的点扩散函数是: </%n:<z4  
    •     Log (Normal PSF) 1I1Z),  
    •     λ = 0.55 mm >e4w8Svcy  
    •     1 wave 3rd order spherical \kQ@G  
    •     EPD = 13.31 mm =64%eF  
    •     f/# = 7.27 [|NgrU_.  
    点扩散函数如下图: "\:ZH[j  
    ~nSGN%  
    m$UrY(6d  
    t622b?w  
    演算 x|6# /m  
    /P8`)?f~y  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: R[/]iK+!&  
               :q+D`s  
    EXrOP]Kl  
    y9>?  
    在这个等式中变量定义如下: [8b,}i 1  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) 5ZPe=SQ{  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ju@5D h  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx qDPpGI-Y2e  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); u3Jsu=Nx-  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) * YhX6J1  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) :2\H>^u V  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) T&5dF9a  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 @Qa)@'u  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 YnCWmlC  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) P!Mz5QZ+  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)  B3Yj  
    •     F == focal length(焦距 g3i !>  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) -c1$>+  
    S(5aJ[7Zm  
    比较 aJ"Tt>Y[.~  
    nKoc%TNqe  
    在下图中: c20'{kH  
    透镜EPD=10mm <XfCQq/  
    截止频率=184lp/mm X[XSf=  
    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。 *Y2d!9F}Sa  
         SAa hkX  
    wkp|V{k  
    在下面的图表中: 9%VNzPzf  
    透镜EPD=13.31 mm i n^Rf` "  
    截止频率=250 lp/mm Q>FuNdUk  
    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 I'_.U]An  
         k?Bc^7l:  
     ?2g\y@  
    ` _+j+  
    杂散光对评价函数的影响 L%7?o:  
    kdWk{ZT^  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 9 J$z/j;X  
    U =()T}b>  
    {FavF 9O  
    qP"<vZ  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 8-HMKD#V  
    C7]K9  
     
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