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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 zZ<*  
    F*>#Xr~/  
    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。 rzLW @k  
    ;/JXn  
    建立系统 LNHi }P~  
    8?YeaMIBB  
    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。 BfVh\ lkH  
    Qh-:P`CN  
    BHZhdm@),  
    <1<xSr  
    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。 S9r+Nsn  
             .q[}e);)  
         ylQj2B,CB  
                   `<M>"~W  
    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。 uKvdL "  
    P+OS  
    L/] (pXEp  
    gw[Eu>I  
    FOMJRq  
    < *;GJ{  
    VY+P c/b  
    RtpV08s\  
    (K84J*;  
         `.3@Ki~$#  
    分析 ?2dI8bG  
    4K? \5(b  
    这个系统的点扩散函数: CS(2bj^6 D  
      •    Log (Normal PSF) hh*('n>[  
    •    λ = 0.55 mm jC{KI!kPt  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 7C,giCYU  
    •    EPD = 10 mm 6yMZ2%  
    •    f/# = 9.68 +`g&hO\W  
    点扩散函数如下图: 0.w7S6v|&  
    AovBKB $  
    /sT?p=[.  
           voN~f>  
    gkA_<,38  
    系统的点扩散函数是: "*F`,I3  
    •     Log (Normal PSF) [w|Klq5  
    •     λ = 0.55 mm K%x]:|,>M  
    •     1 wave 3rd order spherical x-X~'p'f  
    •     EPD = 13.31 mm u;c WIRG  
    •     f/# = 7.27 .SER,],P  
    点扩散函数如下图: Sp:w _;{#  
    gBcs  
    qxu3y+po]  
    F4= =a8  
    演算 9 i/ (  
    8B?U\cfa^  
    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: vIOGDI>  
               -bHlFNRm  
    ?Y,^Moc:  
    }_XiRm<  
    在这个等式中变量定义如下: }^&f {   
    •     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) 62zu;p9m  
    •     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) ?{^_z_,  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx '6&o:t  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); F=1 #qo<?  
    •    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, ...) ;(Ug]U%3_  
    •   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) EGQgrwY5  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) It&CM,=t  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 z06,$OYz  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 _O uNX.yrG  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) m x |V)  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 86Q3d%;-yo  
    •     F == focal length(焦距 d9;&Y?fp  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) c:7F 2+p  
    Y'i yfnk  
    比较 6{1=3.CL  
    O=RS</01!  
    在下图中: D^US2B  
    透镜EPD=10mm 9 $$uk'}w!  
    截止频率=184lp/mm A`f"<W-m  
    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。 J*$%d1  
         J#F5by%8  
    ge GhM>G  
    在下面的图表中: :#^qn|{e  
    透镜EPD=13.31 mm 8$\j| mN  
    截止频率=250 lp/mm {Fw"y %a^  
    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 PD0&ep1h7G  
         A%W]XEa<  
    U\?D;ABQ%  
    i`r`Fj}-S-  
    杂散光对评价函数的影响 yT@Aj;X0v  
    JpC=ACF  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 d ,98W=7  
    cE 'LE1DK  
    b3E1S+\=~  
    .F 6US<]  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: N knS:r&2  
    (is',4^b  
     
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