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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 >ZE8EL  
    p$qpC$F  
    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。 P5qY|_  
    Y &G]M  
    建立系统 F$|Ec9  
    -naj.omG|  
    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。 \Y>!vh X  
    [K*>W[n  
    $@ous4&  
    @TvoCDeI  
    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。 b?=>)':f  
             g9rsw7  
         /]_a\x5Ss  
                   J Uf{;nt  
    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。 gz,x6mnQ  
    ug|'}\LY  
    7%%FYHMO:  
    UC u4S >  
    B!;qz[]I  
    6v]y\+  
    JfrPK/Vn  
    uB`H9  
    K|OowM4tv  
         viLK\>>  
    分析 U1.w%b,  
    "!fvEE  
    这个系统的点扩散函数: 4!I;U>b b  
      •    Log (Normal PSF) *Dz<Pi^  
    •    λ = 0.55 mm bnm3 cR:h"  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ZeL v!  
    •    EPD = 10 mm 3 zF"GT  
    •    f/# = 9.68 e%B;8)7  
    点扩散函数如下图: P ]prrKZe,  
    ssWSY(j]  
    a2z1/Nh  
           09r0Rb  
    P+h p'YK1  
    系统的点扩散函数是: ;'|Mt)\  
    •     Log (Normal PSF) {eQ')f  
    •     λ = 0.55 mm qMA K"%x  
    •     1 wave 3rd order spherical }gfs  
    •     EPD = 13.31 mm B <CK~ybY  
    •     f/# = 7.27 ]Zj6W9]m  
    点扩散函数如下图: nVK`H@5fw  
    z.xOT;t  
    =VctG>ct|  
    '(qVA>S  
    演算 'u%;5;%2  
    <21@jdu3n,  
    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: Hy_}e"  
               Z,? T`[4B  
    !R`)S7!  
    UP*\p79oO  
    在这个等式中变量定义如下: (16U]s  
    •     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) \N?,6;%xB  
    •     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) .2si[:_(p  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx C8J3^ ?7E  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); W8/8V,  
    •    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, ...) cl4Vi%   
    •   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) )(Z)yz  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Z Rjqjx  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 B!#F!Wk"  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 W$l%= /  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Y?^1=9?6  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ZgXn8O[a  
    •     F == focal length(焦距 }`SXUM_sD`  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) @ZD/y %e  
    nCj_4,O  
    比较 v+3-o/G7  
    L&i_  
    在下图中: g#=~A&4q  
    透镜EPD=10mm !.(%"  
    截止频率=184lp/mm "n4' \ig  
    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。 :N3'$M"  
         +Y:L4`  
    r%QnV0L^  
    在下面的图表中: sbZ^BFqp  
    透镜EPD=13.31 mm Tt0:rQ.  
    截止频率=250 lp/mm CUS^j  
    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 <Bmqox0  
         }iK_7g`yKa  
    ,sM>{NK 9R  
    vfh0aW-O  
    杂散光对评价函数的影响 +h*.%P}o  
    P@u&~RN9f+  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 >-~2:d\M3  
    /pa8>_,~  
    )ZU=`!4  
    xSQ0]vE  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: f +#  
    hKT]M[Pv  
     
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