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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: 11-07
    描述 (#BkL:dg  
    P \tP0+at  
    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。 u&/q7EBfP  
    xKWqDt  
    建立系统 :@rE&  
    2BXpk^d5y  
    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`qR,R  
    ~.u}v~ F  
    4[ M!x  
    -GD_xk  
    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。 TUIj-HSe  
             jA$g0>  
         J_C<Erx[O  
                   );_g2=:#  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 5DK>4H:  
    o%i^t4J$e  
    ah1d0e P  
    L@HPU;<  
    Bq.@CxK  
    g34<0%6jd  
    {E-.W"t4  
    SG_^Rd9 D  
    ((Ak/qz  
         _T&?H&#  
    分析 mcy\nAf5%  
    Y (x_bJ  
    这个系统的点扩散函数: 9 [v=`  
      •    Log (Normal PSF) =dx!R ,Bw  
    •    λ = 0.55 mm 'A;G[(SYy  
    •    0.32 waves 3rd order spherical "~(qp_AI  
    •    EPD = 10 mm btHN  
    •    f/# = 9.68 7Ab&C&3  
    点扩散函数如下图: ']Gqa$(YC  
    'MRvH lCM  
    mE'y$5ZxY  
           A-^[4&rb  
    ^hzlR[  
    系统的点扩散函数是: b6:A-jb*I  
    •     Log (Normal PSF) <`k\kZM  
    •     λ = 0.55 mm T$T:~8tK3  
    •     1 wave 3rd order spherical ^E\{&kaUp  
    •     EPD = 13.31 mm G3'>KMa.  
    •     f/# = 7.27 9]fhH  
    点扩散函数如下图: usH9dys,  
    t ~ruP',~\  
    \ZX5dFu0  
    fOJ 0#^Z  
    演算 l9KL P  
    d9>*a$x;/  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: o(w!x!["  
               D9,609w  
    'KB\K)cD=3  
    x|U~?  
    在这个等式中变量定义如下: Wt4ROj  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Ko_Sx.  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) x=T`i-M  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Rt:k4Q   
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); r8g4NsRVtv  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) =F'p#N0_2  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) rqW[B/a{  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) HM57b>6  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 A]ZCQ49  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 oNQ;9&Z,^2  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) W&CQ87b  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ,Tc3koi  
    •     F == focal length(焦距 7 K.&zn  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) A}WRpsA9  
    f2Zi.?``H  
    比较 `q|&;wP.  
    OzY55  
    在下图中: B?A c  
    透镜EPD=10mm #[0:5$-[  
    截止频率=184lp/mm Ck;O59A"&-  
    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。 @)s;u}H  
         )OQhtxK  
    U<,@u,_Ja  
    在下面的图表中: u$ [R>l9  
    透镜EPD=13.31 mm L08>9tf`  
    截止频率=250 lp/mm e~R; 2bk  
    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 *z[G+JX  
         [M>Md-pj  
    7jvy]5y8&~  
    N<lejZ}!q  
    杂散光对评价函数的影响 dv=y,q@W  
    \{r-e  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 h/~:}Bof  
    5tPBTS<<"L  
    ?CO\jW_ *n  
    j.FA!4L  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Y<|!)JLB2  
    =B4,H=7Spf  
     
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