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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 @%mJw u  
    K1]m:Y<  
    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。 ea!_/Y  
    seO7/h_a  
    建立系统 f&x7g.I  
    *mH++3h  
    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。 4,kdP)Md$  
    d 2f   
    uM|*y-4  
    .=rS,Tpo  
    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。 $<&N#  
             uEqL Dg  
         i!5zHn  
                   zyb>PEd.  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 Te&F2`vo  
    dJ~AMol  
    d'Cn] <  
    M}Sn$h_  
    8XFs)1s[  
    '*K}$+l  
    \/E+nn\)  
    @,btQ_'X  
    -js:R+C528  
         RlJt+lnV  
    分析 i}d^a28  
    -DWyKR= j"  
    这个系统的点扩散函数: BC|=-^(  
      •    Log (Normal PSF) tS|gQUF17  
    •    λ = 0.55 mm |T!ivd1G  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 7{0;<@  
    •    EPD = 10 mm |^: A,%>  
    •    f/# = 9.68 @ Gxnrh6  
    点扩散函数如下图: Q7u/k$qN  
    3.[ fTrzJ  
    tkQ#mipAj  
           -qv*%O@  
    vRp#bScc  
    系统的点扩散函数是: glk-: #  
    •     Log (Normal PSF) PHZ+u@AA6@  
    •     λ = 0.55 mm /K!&4mK  
    •     1 wave 3rd order spherical ]mO$Tg&s~  
    •     EPD = 13.31 mm ,mkXUW  
    •     f/# = 7.27 6k569c{7  
    点扩散函数如下图: -B+Pl*  
    mar6/*`I#+  
    QYl Pr&O9  
    # !:u*1  
    演算 E]T>m!6  
    HP/f`8  
    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: .x6c.Y.S  
               =EE>QM  
    _c[Bjip  
    l~_] k  
    在这个等式中变量定义如下: +MHsdeGU1W  
    •     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) t(d$v_*y51  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ,gag_o{*a  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx a| w.G "W  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); TU-aL  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Q}/2\Q=)j  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) uP;qs8  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ..Q$q2.  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Ii*tux!S  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 QkY]z~P4  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) T;?=,'u  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) #RfNk;kaA  
    •     F == focal length(焦距 _f^JXd,7v  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) f}1B-  
    nYA@t=t0  
    比较 $-x@P9im  
    NFYo@kX> G  
    在下图中: {DP%=4  
    透镜EPD=10mm .k_> BD];  
    截止频率=184lp/mm kK62yz,  
    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。 ]x;*Z&  
         gfr y5e  
    pv3SAO4  
    在下面的图表中: __B`0t  
    透镜EPD=13.31 mm p'@| O q&  
    截止频率=250 lp/mm Bsr; MVD  
    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 htgtgW9 ^P  
         /=y _ #l  
    |o6g{#1  
    lla?;^,  
    杂散光对评价函数的影响 j@ehcK9|  
    bi:TX<K+  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 F\K&$5J{p  
    9Q*T'+V  
    +mgm39  
    )(4.7>  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: uT\|jv,  
    \vKK q/f  
     
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