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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 S"_vD<q  
    K}$PIW  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 cu""vtK   
    (d!vm\-PH  
    建立系统 j#~4JGZt  
    Z1OcGRN!  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 =l_eliM/  
    |a"(Ds2U  
    NuXU2w~  
    Rd#,Tl\  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 =0v{+ #}  
             .t}nznh  
         s&tr84u|  
                   \LS%bO,Y|  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 =+"XV8Fi,  
    [hiOFmMJZ-  
    k5PzY!N  
    hpw;w}m  
    dkVVvK  
    xbmOch}j6  
    R'80{  
    <LLSUk/  
    :)MZgW  
         Ao]F_hZ  
    分析 ,$G89jSM  
    O0Z'vbFG  
    这个系统的点扩散函数: 'i@Y #F%D  
      •    Log (Normal PSF) g1}RA@9  
    •    λ = 0.55 mm * dNMnZ@Y  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Sa@Xh,y Z  
    •    EPD = 10 mm {fS/ZG"5<t  
    •    f/# = 9.68 >&$ V"*]  
    点扩散函数如下图: >4ALF[oH1J  
    Z2LG/R  
    &0o&!P8CB  
           vR`KRI`{  
    ,Wdyg8&.  
    系统的点扩散函数是: T*H4kM  
    •     Log (Normal PSF) xW^<.@Agm  
    •     λ = 0.55 mm f j"S|]e  
    •     1 wave 3rd order spherical k,&W5zBKe  
    •     EPD = 13.31 mm C( r?1ma  
    •     f/# = 7.27 T8RQM1D_s  
    点扩散函数如下图: UkGUxQ,GU  
    Nd( $s[  
    %b_zUFHPp  
    lvFHr}W  
    演算 g:*yjj  
    /Ia#udkNMp  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: *F9uv)[kz  
               U}{r.MryFG  
    .rMGI "  
    -MU^%t;-  
    在这个等式中变量定义如下: fY6&PuDf.  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) +-{H T+W  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) DLz~$TF^  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 0_j!t  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); g;*~ xo  
    •    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, ...) Eu0 _/{:  
    •   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) f"PApV9[  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) =izB :  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 <2R=!n@b\  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 UV:_5"-  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) .+8w\>w6g  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) v0HFW%YJ^J  
    •     F == focal length(焦距 XBDlQe|>  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 6ZF5f^M^  
    ~+|p.(I  
    比较 :|d3BuY  
    dpE+[O_  
    在下图中: %i96@ 6O  
    透镜EPD=10mm =?/J.[)<*  
    截止频率=184lp/mm *W0`+#Dcv  
    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。 D!y Cnq=8  
         <vPIC G)  
    Ddu$49{S:  
    在下面的图表中: rfK%%-  
    透镜EPD=13.31 mm 9BF #R<}h  
    截止频率=250 lp/mm J NsK   
    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 _El=M0  
         qUVV374N  
    J \G8 g,@  
    Qn6&M  
    杂散光对评价函数的影响 x2 tx{Z  
    gTs5xDvJ  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 WSh+5](:  
    `s.y!(`q  
    Hm*n ,8_  
    l3.HL> o  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: \.}* s]6  
    :r!nz\%WW  
     
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