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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 ;5\'PrE  
    [Nm?qY  
    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。 sxF2ku4A  
    [vb#W!M&|  
    建立系统 QwFA0  
    =eW4?9Uq  
    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。 h2mHbe43  
    N6_1iIM  
    X.#9[3U+  
    f&5S`}C  
    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。 Q-R?y+| x  
             Ex_dqko  
         'M?ptu?f  
                   `:r-&QdU o  
    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。 lAA6tlc#C  
    gk8 v{'0Er  
    k-^^Ao*@  
    `]GL3cIh:  
     Y~^R^J  
    -9+$z|K  
    k??CXW  
    {y@8E>y5$  
    N|)e {|k  
         t6 -fG/Kc  
    分析 .%W.uF^  
    ZWuNl!l>  
    这个系统的点扩散函数: /\Xe '&  
      •    Log (Normal PSF) GYf{~J  
    •    λ = 0.55 mm xp3^,x;\X  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 3''Kg<k,I  
    •    EPD = 10 mm U_aI!`WXd  
    •    f/# = 9.68 ;QG8@ms|  
    点扩散函数如下图: oIj/V|ByK  
    /u]#dX5  
    NhYUSk ~u  
           L?8OWLjRy  
    L* 6<h  
    系统的点扩散函数是: n3U| d+  
    •     Log (Normal PSF)  C. uv0  
    •     λ = 0.55 mm .pl,ujv  
    •     1 wave 3rd order spherical o(v7&m;  
    •     EPD = 13.31 mm 7bGt'gvv  
    •     f/# = 7.27 86qQ"=v  
    点扩散函数如下图: "[z/\l8O  
    ^ -~=U^2tC  
    (<OmYnm  
    Z5wQhhH  
    演算 z8D,[`  
    M,{;xf  
    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: :TnU}i_/h  
               "<&o ;x<  
    fyx Q{J  
    L4u.cH J}0  
    在这个等式中变量定义如下: 8"ZcKxDk  
    •     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) Ut1s~b1  
    •     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) e2nZwPH  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 4RQ38%> >j  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); hD,^mru  
    •    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, ...) Q3t%JP>;g  
    •   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) v33[Rk'  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) q9^.f9-  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 0,__{?!  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Vj)"?|V  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O7&OCo|b%>  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) f e^s`dsG  
    •     F == focal length(焦距 Mj19;nc0I  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) l<"B[  
    R iLqMSq  
    比较 %2G3+T8*x  
    m<MN.R7  
    在下图中: &Dp&  
    透镜EPD=10mm [a^<2V!vMn  
    截止频率=184lp/mm 3],(oQq^  
    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。 4h}\Kl  
         F*:H&,  
    DuQ:82 3b  
    在下面的图表中: 6,R<8a;Wn  
    透镜EPD=13.31 mm cIuCuh0I`  
    截止频率=250 lp/mm FklO#+<:  
    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 +$^ [ r  
         6p,}?6^  
    N=8CVI  
    3VQmo\li  
    杂散光对评价函数的影响 hGUQdTNP  
    !) d  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 7:.!R^5H  
    Z3Xgi~c  
    9*?YES'6  
    %+ MYg^  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: FQMA0"(G$  
    t$Ua&w  
     
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