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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 ir5eR}H  
    1U(!%},  
    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。 tILnD1q  
    %reW/;)l{  
    建立系统 AMN`bgxW  
    3}B-n!|*  
    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。 p2gu@!   
    ,=2)1I]  
    @h\i<sh!^  
    }tJMnq/m($  
    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。 \==Mgy2J8  
             ;\]DZV4?)r  
         = gcZRoL  
                   &zPM# Q  
    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。 w$`u_P|@E:  
    *7qa]i^]  
    kdMB.~(K=  
    u@aM8Na  
    _+gpdQq\p  
    bBQHxH}vi  
    v%QC p  
    )5TX3#=;(G  
    :~p_(rE  
         BbI),iP  
    分析 cGW L'r)P  
    17 VNw/Y  
    这个系统的点扩散函数: &# @"^(} 6  
      •    Log (Normal PSF) &A^2hPe}  
    •    λ = 0.55 mm xG(:O@  
    •    0.32 waves 3rd order spherical K,*IfHi6[  
    •    EPD = 10 mm x!onan  
    •    f/# = 9.68 th=45y"C  
    点扩散函数如下图: UHDcheeRD  
    '=IuwCB|;  
    efh1-3f  
           "?YpF2pD  
    "H{#ib_c_  
    系统的点扩散函数是: ;8gODj:dO  
    •     Log (Normal PSF) w$Mb+b$  
    •     λ = 0.55 mm P2)g%$ME  
    •     1 wave 3rd order spherical %;`3I$  
    •     EPD = 13.31 mm 5JZZvc$au  
    •     f/# = 7.27 94XRf"^  
    点扩散函数如下图: }Z`@Z'  
    C,u;l~zz  
    p-/}@r3Z+  
    7p18;Z+6>X  
    演算 $P&27  
    z<BwV /fH}  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: )sapUnqrlR  
               .gI9jRdKw  
    b$FXRR\G  
    9a.[>4}  
    在这个等式中变量定义如下: wD[qE  
    •     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) QpifO  
    •     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) Zn'y"@%t[  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx &l~=c2  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); OZh+x`' #  
    •    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, ...) dGc>EZSdj  
    •   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) $w<~W1\:  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) JDC,]  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 14\!FCe)!  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 WTh|7&  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) @yjui  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 5{6ebq55"  
    •     F == focal length(焦距 0M>%1 *  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) KL*UU,qU  
    vGPaWYV  
    比较 z~a]dMs"(P  
    ?r~](l   
    在下图中: 9$'Edi=6  
    透镜EPD=10mm g:c @  
    截止频率=184lp/mm 3!B3C(g  
    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。 BcoE&I?[m|  
         dzMI5fA<_  
    ts0K"xmY\c  
    在下面的图表中: /h%MWCZWm^  
    透镜EPD=13.31 mm *'(dcy9  
    截止频率=250 lp/mm S[M\com'  
    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 Jh:-<xy)  
         5 *>3(U  
    x]U (EX`t$  
    _'oy C(:}  
    杂散光对评价函数的影响 Afa{f}st  
    ByZ.!~  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 k .l,>s`!  
    =U".L  
    _V|'iz9.  
    JGD{cr[S  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Jq`fD~(7  
    am05>c9  
     
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