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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 m&xyw9a  
    @G  0k+  
    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。 !BD+H/A.{  
    R8a4F^{*  
    建立系统 gbOd(ugH  
    R9X* R3nB  
    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。 iX 0s4  
    P!q U8AJkt  
    N5u.V\F!z\  
    HCHZB*r[  
    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。 |7Z7_YWs  
             \; Io  
         wykk</eQ.i  
                   (;2J}XQvO~  
    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。 G<9UL*HU  
    trL:qD+{(  
    GQXN1R   
    z}v6!u|iZu  
    juPW!u  
    2x-67_BHY=  
    j8*fa  
    x{IxS?.j+  
    B d$i%.r  
         W)^0~[`i  
    分析 eC:?j`H -  
    :d7Ju.*J  
    这个系统的点扩散函数: 1*aw~nY0  
      •    Log (Normal PSF) Rckqr7q  
    •    λ = 0.55 mm F;l*@y Tq  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 8KKI.i8`  
    •    EPD = 10 mm 5/-{.g   
    •    f/# = 9.68 :4]^PB@dl  
    点扩散函数如下图: HMT^gmF)  
    3*9<JHu  
    Pl4$`Qw#y  
           ~ow_&ftlo  
    MM8r*T4g/  
    系统的点扩散函数是: yD|He*$S  
    •     Log (Normal PSF) 1Ao YG_  
    •     λ = 0.55 mm W$=MuF7R  
    •     1 wave 3rd order spherical #w3cImgp2  
    •     EPD = 13.31 mm YK Nz[x$|  
    •     f/# = 7.27 < &[=,R0 @  
    点扩散函数如下图: ng $`<~=)\  
    iXpLcHi  
    $CXKeWS=Q.  
    -}nTwx:|5u  
    演算 Q%6Lc.i  
    s,Uc cA@  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ^W-03  
               KF&1Y>t=  
    M$j]VZ  
    ajFSbi)l  
    在这个等式中变量定义如下: S~auwY,<  
    •     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) S'"(zc3 =  
    •     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) 7XLz Ewa  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 5yO %|)  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); QF 2Eg  
    •    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, ...) W#1t%hT$  
    •   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) dQ+{Dv3A  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) {J-kcD!bz`  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 N- E)b  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 KCG-&p$v@s  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) sG{hUsPa  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) @ m14x}H  
    •     F == focal length(焦距 ~$7fU  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ptXCM[Z+  
    F6 ?4E"d  
    比较 >% a^;gk(  
    lqPzDdC^>  
    在下图中: mup<%@7m  
    透镜EPD=10mm -DgJkyt+<  
    截止频率=184lp/mm !Oj]. WQ  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 {%!.aQ,  
         :p^7XwX%w  
    Z~O1$,Z  
    在下面的图表中: 7I>@PV N  
    透镜EPD=13.31 mm C FqteY"  
    截止频率=250 lp/mm 9L+dN%C  
    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 ]AjDe]  
         ;Js-27_0  
    Y> }[c   
    "?E>rWz  
    杂散光对评价函数的影响 w>M8 FG(4]  
    $ K>.|\  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 <C0~7]XO  
    9\F:<Bf$#  
    I8=p_Ie  
    EN^C'n  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Cnp\2Fu/  
    NEInro<  
     
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