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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 Orh5d 7+S  
    e<5+&Cj  
    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。 *F:]mgg  
    Wy#`*h,  
    建立系统 Ga f/0/|  
    $o\p["DP  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 j>&n5?  
    2a.NWJS  
    ;t%L (J  
    E E?v~6"&  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ,2JqX>On>Y  
             ZJ"*A+IJx[  
         V.WfP*~NJ  
                   7qE V5!  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 `Q26Dk  
    f<SSg* A;  
    mXc/sh")X  
    )I]E%ut{4,  
    +lJuF/sS8m  
    rQ}4\PTi  
    1ISA^< M  
    SUD]Wl7G`r  
    N(vbo  
         XeDU ,  
    分析 :Tuy]]k  
    XyS#6D  
    这个系统的点扩散函数: 6(9Ta'ywZ  
      •    Log (Normal PSF) 6?*iIA$b  
    •    λ = 0.55 mm &4*&L.hPM^  
    •    0.32 waves 3rd order spherical $pk3d+0B  
    •    EPD = 10 mm $ O}gl Q  
    •    f/# = 9.68 Ccz:NpK+  
    点扩散函数如下图: lNsPwyCoj  
    h83ho  
    ~ $r^Ur!E\  
           ^e@c Ozt  
    R5]R pW=G  
    系统的点扩散函数是: L*FmJ{Yf  
    •     Log (Normal PSF) ?Tuh22J{Q  
    •     λ = 0.55 mm >qtB27jV  
    •     1 wave 3rd order spherical ItM?nyA  
    •     EPD = 13.31 mm 2IjqT L  
    •     f/# = 7.27 5mSXf"R^  
    点扩散函数如下图: w2{k0MW  
    VPN@q<BV  
    9}}D -&Mc  
    h(/|`   
    演算 XQj`KUO@  
    R$6Y\ *L[  
    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: dUO~dV1  
               s #L1:L  
    U^pe/11)H  
    IR/0gP  
    在这个等式中变量定义如下: nWXI*%m5  
    •     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) ; UrwK  
    •     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) ,?&hqM\  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 8(3vNuyP  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); xmiF!R  
    •    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, ...) $6y1';A  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ;uoH+`pf  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) E/U1g4S  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128  o{-PT'  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 AO']Kmm  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Ch;EnN<  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) k9^P#l@p  
    •     F == focal length(焦距 vpXS!o>/Sn  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) P45q}v  
    JC=Bxv  
    比较 N# ,4BU  
    uN$X3Ls_  
    在下图中: H>M%5bj  
    透镜EPD=10mm =,T~F3pK  
    截止频率=184lp/mm R1P,0Yf  
    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。 sp_(j!]jX  
         W{-N,?z  
    ir]uFOj  
    在下面的图表中: 0.@/I}R[  
    透镜EPD=13.31 mm PI{sO |  
    截止频率=250 lp/mm o.Cj+`0}5  
    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 sS-5W-&P{T  
         <CA lJ  
    l>=c]  
    x(S 064  
    杂散光对评价函数的影响 ~!:F'}bj  
    L\-T[w),z7  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ~(%G; fZ?x  
     bM-Y4[  
    k*-+@U"+  
    &UzZE17R  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: gcv,]v 8  
    %< W1y  
     
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