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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: 11-07
    描述 B(@uJ^N  
    <SRSJJR|(  
    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。 [c>YKN2qa  
    FOa2VP%  
    建立系统 eET1f8 B=L  
    -OQ6;A"#  
    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。 `C:J{`  
    %H"AHkge:a  
    En+`ZcA\z  
    ovtZHq/  
    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。 *xKY>E+  
             G*VcAJ [  
         pr"q-S>E  
                   Oi!uJofW  
    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" *  
    H|N,nkhH}  
    v~O2y>8Z  
    \T!tUd  
    Cp-p7g0wlg  
    |>p?Cm  
    9H%L;C5<  
    ~ Q;qRx  
    j|WN!!7  
         NSh~O!pX  
    分析 "qY_O/Eg]]  
    5 .b U2C  
    这个系统的点扩散函数: Gy[m4n~Z5  
      •    Log (Normal PSF) d>Np; "  
    •    λ = 0.55 mm [M.!7+$o  
    •    0.32 waves 3rd order spherical "Kn%|\YL@4  
    •    EPD = 10 mm 9r,7>#IF  
    •    f/# = 9.68 9&KiG* .  
    点扩散函数如下图: z!\)sL/"  
    GA)t!Xg^  
    *+cW)klm  
           g"v-hTx  
    %wux#"8  
    系统的点扩散函数是: xcl8q:  
    •     Log (Normal PSF) &Sp2['a!  
    •     λ = 0.55 mm  Hn,;G`{  
    •     1 wave 3rd order spherical n#5%{e>  
    •     EPD = 13.31 mm "PY&NL?  
    •     f/# = 7.27 [,ns/*f3R  
    点扩散函数如下图: $> PV6  
    1A\N$9Dls  
    fnO>v/&B  
    |`6*~ciUV  
    演算 B"I^hrQ  
    2~*.X^dR  
    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: nx'D&, VX  
               .q (1  
    (E?X@d iu  
    Wi{ jC?2Q  
    在这个等式中变量定义如下: io(Rb\#"  
    •     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) Tf?|*P  
    •     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) UgZuEfEGve  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx <%]i7&8|  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); G$$y\e$  
    •    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, ...) 3rw<#t;v  
    •   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) <2{-ey]  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) OB5`a,5dI  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 gCY%@?YyN  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ,O/ t6'  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) "_T8Km008  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) i"o %Gc  
    •     F == focal length(焦距 w0L+Sj db  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) [oh0 )wzB  
    i_6 Y6  
    比较 f& >[$zh  
    hV]]%zwR+  
    在下图中: g/6>>p`J  
    透镜EPD=10mm xF8^#J6>  
    截止频率=184lp/mm gG6j>%y  
    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。 &!5S'J %  
         m3E`kW |  
    hMvLx>q3)  
    在下面的图表中: 7awh__@  
    透镜EPD=13.31 mm q t!0#z8  
    截止频率=250 lp/mm P4S]bPIp  
    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 zBTyRL l  
         Y<0R5rO  
    >")<pUQ  
    z->[:)c  
    杂散光对评价函数的影响 nL@(|nJ[  
    zo~5(O@  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 a08`h.dyN  
    qmx4hs8sh  
    ic(`Ev  
    ;Wu6f"+Y#  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7dbGUbT  
    !m<v@SmL\  
     
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