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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 'Qs 3  
    RESGI}u  
    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。 UTK.tg  
    bKt3x+x(  
    建立系统 kq1M <lk  
    ,QHx*~9  
    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。 -B3w RAEt  
    jK C qH$  
    Ei p~ ~2  
    Xv5Ev@T  
    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。 P B6/<n9#  
             v4k=NH+w  
         Y%?!AmER  
                   QhE("}1  
    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。 [@. jL0>  
    E~Up\f  
    ;cm{4%=Iqe  
    1(;33),P8  
    1:{O RX[;  
    bU4+P A@$  
    c;~Llj P  
    |_xiG~  
    A Fm*60C  
         Jn:GA@[I  
    分析 :jKXKY+T  
    Ff#N|L'9_  
    这个系统的点扩散函数:  RoM*Qjw  
      •    Log (Normal PSF) jf)JPa_  
    •    λ = 0.55 mm EPd.atA  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 7jg(j~tQ  
    •    EPD = 10 mm p2NB~t7Z  
    •    f/# = 9.68 Y)j,(9  
    点扩散函数如下图: 8s5ru)  
    yY g&'3  
    HG3>RcB  
           ,cO)Sxj  
    NW>:Lz ?"  
    系统的点扩散函数是: _467~5JkU  
    •     Log (Normal PSF) 8^"|-~#<  
    •     λ = 0.55 mm c{4nW|/W  
    •     1 wave 3rd order spherical U/&qV"Ih  
    •     EPD = 13.31 mm Jp*AIj  
    •     f/# = 7.27 BK\~I  
    点扩散函数如下图: k&"qdB(I  
    <ZvPtW  
    B?YfOSF=5  
    Lp]C![\>U  
    演算 G-i_s6Wu  
    0_zSQn9c  
    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: ]aW.b_7<9  
               e"H+sM26-  
    [Z G j7  
    x2&! PpM  
    在这个等式中变量定义如下: [c!vsh]^  
    •     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) ZG[0rvW  
    •     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) fu "z%h]   
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx @k #y-/~?  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); >E,L"&_j  
    •    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, ...)  p|8Fl  
    •   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) ]:#$6D"  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ?'#;Y"RT  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 J&Qy$itqg  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 d\Z4?@T<5  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 3@ukkO)   
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ,v5>sL  
    •     F == focal length(焦距 l3|>*szX  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) +~k,4  
    ^A<.s_  
    比较 <:7e4#  
    \*"0wR;[K  
    在下图中: 9/KQAc*  
    透镜EPD=10mm cWy0N  
    截止频率=184lp/mm 4wD^?S!p  
    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。 l YA+k5  
         s ;Nu2aOp7  
    ~9;mZi1-  
    在下面的图表中: *ik)>c_  
    透镜EPD=13.31 mm 3:Egqw  
    截止频率=250 lp/mm 5e8-?w% e  
    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 M6Z`Pwv];  
         GeT CN  
    "m)O13x  
    l+X^x%EA  
    杂散光对评价函数的影响 I,?LZ_pK  
    Y tj>U  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 {cHTg04  
    l>P~M50D?{  
    3lgy X/?o  
    iZ;jn8  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: (X'K)*G#  
    (8F?yBu  
     
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