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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 j9u-C/Q\r  
    Wt3\&.n  
    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。 8:&@MZQ&!  
    Z@ws,f^e  
    建立系统 ~4`wfOvO  
    NOS5bm&-  
    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。 wqGZkFg1  
    I$ mOy{/#  
    p[o2F5 T2  
    [ objdQU`  
    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。 IWT##']G  
             r>)\"U#  
         iuHG9#n  
                   E>g'!  
    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。 v l*RRoJ  
    gN]`$==c[  
    ev?>Nq+Z  
    P! O#"(r2]  
    lpp'.HTP  
    2d>PN^x  
    W.67, 0m$  
    sJ?kp^!g  
    ]Pd*w`R  
         B\=&v8  
    分析 'QV 4 =h`  
    <K0lS;@K  
    这个系统的点扩散函数: wM&G-~9ujk  
      •    Log (Normal PSF) WWe.1A,  
    •    λ = 0.55 mm ( ~OwO_|3  
    •    0.32 waves 3rd order spherical q@!:<Ra,){  
    •    EPD = 10 mm ji8 Rd"S  
    •    f/# = 9.68 w}1)am &pD  
    点扩散函数如下图: 'RA[_Z  
    Qxvz}r.l]  
    JIQzP?+?  
           [)Ge^yI7  
    vn_avYwiy  
    系统的点扩散函数是: an7N<-?  
    •     Log (Normal PSF) YG8oy!Zl  
    •     λ = 0.55 mm wd]Yjr#%Ii  
    •     1 wave 3rd order spherical evs2dz<eA  
    •     EPD = 13.31 mm 7RLh#D|  
    •     f/# = 7.27 UB1/FM4~  
    点扩散函数如下图: z]WT>4  
    ec0vg.>p  
    TB[vpTC9)  
    -?(RoWv@X&  
    演算 f6"j-IW[z  
    #X8[g_d/  
    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: Qd./G5CC  
               bk?\=4B:E  
    ]@P*&FRcZ  
    s_[?(Ip{  
    在这个等式中变量定义如下: Kaa*;T![  
    •     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) _SaK]7}m!  
    •     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) S&Sf}uK  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 9j"\Lr*o "  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); !eq]V9  
    •    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, ...) fkG8,=  
    •   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) 8j$q%g  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) eXd(R>Mx  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Lv4=-mWv&0  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 *O5+?J Z!  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) e>^R 8qM?  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ~V&ReW/  
    •     F == focal length(焦距 <H)@vW]_  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) $!f$R`R^Q\  
    HA%ye"(y8  
    比较 yU.0'r5uR  
    Y'5ck(  
    在下图中: i/~J0qQ  
    透镜EPD=10mm kUt9'|9!  
    截止频率=184lp/mm %)D7Dr  
    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。 r Lh h  
         $ T4PC5.  
    w(j9[  
    在下面的图表中: zT% kx:Fk  
    透镜EPD=13.31 mm Kv]6 b2HT  
    截止频率=250 lp/mm *LRGfk+h  
    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 MUrY>FYgx  
         IO#W#wW$M  
    XbC8t &Q],  
     M9K).P=  
    杂散光对评价函数的影响 o^?{j*)g  
    YiTp-@$}  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 _iu|*h1y  
    WGmCQE[/c  
    mTfMuPPs[  
    ]SL&x:/-  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: yLx.*I^6  
    d eoM~r9s  
     
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