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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-11-07
    描述 15JsmA*Q  
    gu!](yEgl  
    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。 iA&oLu[y3  
    !^]q0x  
    建立系统 qKA_ A%  
    j7,13,t1-  
    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。 >^ ;(c4C  
    (< :mM  
    "B~WcC  
    yW{mK  
    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。 h&q=I.3O|?  
             +*: }p  
         YK7\D:  
                   f@h2;An$w  
    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。 9n-T5WP  
    $\0TD7p  
    K_Z+]]$#  
    '1Y<RD>x  
    k+f1sV[4}  
    R !Fx)xj  
    #gF2(iK6  
    IL2e6b  
    j6RJC  
         \ hrBq^I  
    分析 n}VbdxlN  
    +< GrRYbC  
    这个系统的点扩散函数: `!<x"xKu  
      •    Log (Normal PSF) >G<4R o"  
    •    λ = 0.55 mm mn(/E/  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ^M [#^wv,  
    •    EPD = 10 mm 9) jo7,VM  
    •    f/# = 9.68 W;q#ZD(;  
    点扩散函数如下图: v^<<[I2 C  
    @;g`+:=  
    D xe-XKNc.  
           'lxLnX  
    ~Ry $>n*/  
    系统的点扩散函数是: H U:1f)a a  
    •     Log (Normal PSF) ! Zno[R  
    •     λ = 0.55 mm f%vHx,  
    •     1 wave 3rd order spherical H]Y#pL u|  
    •     EPD = 13.31 mm 9qnuR'BDu  
    •     f/# = 7.27 1d=0q?nH  
    点扩散函数如下图: PG\\V$}A(  
    u):X>??  
    Q -M rH   
    & 8ccrw  
    演算 @gs26jX~2}  
    N-]\oMc2  
    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\LjtMF  
               |*lH9lWJ  
    'Na|#tPYI  
    5JO[+>  
    在这个等式中变量定义如下: A"Tc^Ij  
    •     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) 3s3a>  
    •     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) &*X3c h  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 5Xp$ yX =  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 9vB9k@9  
    •    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, ...) 7yo|ie@S  
    •   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) N;e;4,_ n  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) .a ~s_E  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 J& 1X  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 _K 4eD.  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) }".\ 4B$n  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) zfk'>_'  
    •     F == focal length(焦距 Na~g*)uT$  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) d,Hf-zJ%~  
    OI)&vQ5k  
    比较 >:3xi{  
    p=:7 atE  
    在下图中: I@8+k&nXS  
    透镜EPD=10mm 0L3Bo3:k  
    截止频率=184lp/mm (1QdZD|  
    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。 ^hQ:A4@q  
         VZU Zngw  
    6|Ba  
    在下面的图表中: ek Y?  
    透镜EPD=13.31 mm g_3rEvf"4  
    截止频率=250 lp/mm )_Z]=5Ds  
    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 j<. <S {  
         sg'Y4  
    m]+X }|  
    `XQx$I  
    杂散光对评价函数的影响 Vvxc8v:  
    4<=eK7;XR  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 jUV#HT  
    Mq rt-VPh  
    fJSV)\e0  
    o+)m}'T8  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: B`'}&6jr.  
    ;j[q?^ b  
     
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