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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 n1 v,#GE  
    1R^4C8*B  
    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。 M=[th  
    (yGQa5v  
    建立系统 9-93aC.|}  
    *B{-uc3o  
    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。 L|J~9FM  
    `xIh\q  
    MD4\QNUa)*  
    @\PpA9ebg%  
    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。 !tBeuemN%  
             4>k I^  
          2d~LNy  
                   (: OHyeNt  
    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。 )&z4_l8`=  
    N7pt:G2~%  
    d$[8w/5Of  
    =ybGb7?  
    ^IgS  
    B1+ZFQo  
    Lzz) n%y5  
    \u8,!) 4i  
    l5HWZs^  
         _[JkJwPTx  
    分析 3agNBF2  
    $iHoOYx]<  
    这个系统的点扩散函数: S.hC$0vrj  
      •    Log (Normal PSF) UE;Bb*<   
    •    λ = 0.55 mm 1|/'"9v  
    •    0.32 waves 3rd order spherical !-RwB@\  
    •    EPD = 10 mm 6RP+4c  
    •    f/# = 9.68 R9vY:oN%  
    点扩散函数如下图: OpqNEo\  
    }$:#+ (17  
    lR}%)3_k  
           @G(xaU'u  
    \k4pK &b  
    系统的点扩散函数是: k9&@(G[K3  
    •     Log (Normal PSF) @>:i-5  
    •     λ = 0.55 mm XNlhu^jh  
    •     1 wave 3rd order spherical CO'ar,  
    •     EPD = 13.31 mm J[r^T&o  
    •     f/# = 7.27 ?`aTu:1#Z  
    点扩散函数如下图: ((cb4IX  
    G * @@K  
    `Hd9\;NJ  
    7V 'Le2T'  
    演算 !&JiNn('  
    R+F,H`  
    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: ]v GgJ<  
               L~ 2q1  
    yZ~b+=UM  
    1I \tu  
    在这个等式中变量定义如下: cUsL 6y  
    •     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 ^3[W0hL  
    •     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) Uz $ @(C  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx C Oa.xyp  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 8 ?" Ze(  
    •    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, ...) 0 {,h.:  
    •   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) FT4l$g7"  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) V4EM5 Z\k  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 eQ\jZ0s;p  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ]<+3Vw  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 3`ml; L?D  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ?UJSxL  
    •     F == focal length(焦距 hv{87`L'K(  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) qg)qjBQwA  
    dr{1CP  
    比较 y<v|X2  
    fa yKM  
    在下图中: 0+|>-b/%  
    透镜EPD=10mm \kyM}5G(<0  
    截止频率=184lp/mm f,JX"  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Br&^09S  
         {( dP  
    .OV-`TNWj  
    在下面的图表中: 5pmQp}}R  
    透镜EPD=13.31 mm 7O9n!aJ  
    截止频率=250 lp/mm dEG ]riO  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm }>,CUz  
         L&'l3|  
    M=6G:HHY  
    *7_@7=W,  
    杂散光对评价函数的影响 @sdS 0pC  
    |e+aZ%g  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 u6pIdt  
    dxntGH< O  
    !%V*UR9  
    /L$NE$D} "  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: D Kq-C%  
    pkW5D  
     
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