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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 p<}y'7(  
    Ei\>gXTH1-  
    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。 pl)?4[`LUc  
    @+Sr~:K  
    建立系统 78~/1-  
    c~;VvYu  
    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。 z;Fz3s7  
    e6 x#4YH  
    *+2_!=4V  
    q-uzu!  
    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。 9=}[~V n  
             z8]@Gh+ (  
         <t*<SdAq>`  
                   o?Cc  
    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。 ^;.u }W  
    ,J-|.ER->  
    WVK AA.  
    "PO8Q  
    %*wEzvt *  
    ^cSfkBh  
    UnYb}rF#%  
    ,Z _@]D@  
    0Q?%B6g$m[  
         aR('u:@jHi  
    分析 s/s&d pT*  
    '5[(QM5Gi&  
    这个系统的点扩散函数: )b>misb/  
      •    Log (Normal PSF) V45adDiZ  
    •    λ = 0.55 mm .=t:Uy  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ?A_+G 5  
    •    EPD = 10 mm y 5=r r3%v  
    •    f/# = 9.68 SE@TY32T  
    点扩散函数如下图: !Ko>   
    Mx`';z8~  
    B)1(  
           gO "G/  
    VKX|0~  
    系统的点扩散函数是: =>tkc/aa  
    •     Log (Normal PSF) "VSx?74q  
    •     λ = 0.55 mm 5B2p_$W#  
    •     1 wave 3rd order spherical hfyU}`]  
    •     EPD = 13.31 mm /2c(6h  
    •     f/# = 7.27 W} H~ka  
    点扩散函数如下图: N[Ei%I  
    n*na6rV\k  
    QT^b-~^  
    B@i%B+qCLv  
    演算 nGYi mRYO  
    S7nx4c2xK~  
    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: ~LV]cX2J(  
               yt5<J-m  
    w4\ 3*  
    Wkjp:`(-$r  
    在这个等式中变量定义如下: FdzdoMY  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数)  JJ}DYv  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) H)gc"aRe;Y  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ZAN~TG<n  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); %X %zK1  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Cb+$|Kg/"b  
    •   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) {cIk-nG -_  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) h4|}BGO  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 g0U?`;n$  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Bl8|`R^g  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O_4B> )zd  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 43M.Hj]  
    •     F == focal length(焦距 ?2Z`xL9QT  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 4OgH+<G  
    a~_JTH4=t  
    比较 /(hTk&  
    3x+=7Mg9  
    在下图中: rXD:^wUSc  
    透镜EPD=10mm H{=G\N{  
    截止频率=184lp/mm `Ng Q>KV!  
    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。 p!^K.P1 '  
         4=|Q2qgFV  
    A-=hvJ5T  
    在下面的图表中: UWV%  y P  
    透镜EPD=13.31 mm >uq0}HB$a  
    截止频率=250 lp/mm  'F.P93  
    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 fK+E5~vQ  
         #!UJY%c ~  
    tm=,x~  
    eUB!sR%  
    杂散光对评价函数的影响 9S}rTZkEq  
    ~i?A!  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 $o5i15Oy.  
    ;)CN=J!  
    {x,)OgK!{  
    +ynhN\S$/  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ui#nN   
    .-tR <{ g  
     
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