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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 Y]B)'[=h  
    f]\CD<g3|E  
    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。 ^HqY9QT2  
    9*{[buZX  
    建立系统 &8g?4v  
    &QGdLXOn  
    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。 29?,<bB)  
    A*}.EClH  
    Cc%LztP>  
    er!DYv  
    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。 ^]W<X"H+Z  
              D0% Ug>  
         ]y1OFKYv  
                   k6sI L3QJ0  
    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。 +ayos[<0#  
    ?MgUY)X  
    c0;t4( &8  
    {O7X`'[  
    ](wvu(y\E  
    /p+>NZ"b  
    +KvU$9Ad>  
    [`c^ 4 E  
    9+{G8$Ai  
         OVhE??#  
    分析 &' Ne! o8  
    |>tKq;/  
    这个系统的点扩散函数: v,4pp@8rv  
      •    Log (Normal PSF) ak |WW]R  
    •    λ = 0.55 mm }5}.lJ:  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 8\5 T3AF  
    •    EPD = 10 mm 7zSLAHW  
    •    f/# = 9.68 fi$-;Gz  
    点扩散函数如下图: I/L_@X<*r  
    Qg[/%$x.  
    4bw4cqY;  
           EodQ*{l  
    2L} SJUk*  
    系统的点扩散函数是: i-6F:\;  
    •     Log (Normal PSF) [`rba'  
    •     λ = 0.55 mm b+&% 1C  
    •     1 wave 3rd order spherical h >s!K9  
    •     EPD = 13.31 mm -Ty*aov  
    •     f/# = 7.27 X  .5aMm  
    点扩散函数如下图: C@L$~iG  
    f^"N!f a  
    (KF=On;=Y  
    @)4]b+8Z  
    演算 MgNU``  
    YtfVD7m  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: /x[jQM\  
               Nd cg/d  
    @vrV*!  
    P:aJ#  
    在这个等式中变量定义如下: @qnD=mE  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) 86mp=6@  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) 9)gC6 IiW  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ,}))u0q+:  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); .P MZX%*v  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) IuRmEL_Q_  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) <c,u3cp  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) A3S<.. g2  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 YGPy@-,E  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 \DD0s8  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) fIwV\,s  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) t{WzKy  
    •     F == focal length(焦距 pD01,5/  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 2U:H545]]  
    GrAujc5|  
    比较 frT]5?{  
    0#S W!b|%  
    在下图中: T<w5vqFDu  
    透镜EPD=10mm y1bbILWej  
    截止频率=184lp/mm ],J EBt  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 |Clut~G  
         yA.4G_|I  
    9=V:&.L  
    在下面的图表中: D0#x Lh  
    透镜EPD=13.31 mm X~<("  
    截止频率=250 lp/mm v(-{=*':  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm y?a Acn$  
         (Xq)py9  
    PV4(hj  
    TT4./R:  
    杂散光对评价函数的影响 L.1_(3NG  
    ( 2n>A D_  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ^*S)t. "  
    \e'R @  
    }= 6'MjF]  
    L_+k12lm  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: bV$)!]V  
    'F _8j;  
     
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