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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 P}8cSX9  
    :^H2D=z@  
    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。 &\ $~  
    Ev>P|k V&A  
    建立系统 13K|=6si  
    3}kG ]#  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 6%L#FSI  
    [D_s`'tg  
    DrA\-G_7  
    BHNEP |=  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ^aR^M\38  
              BDfJ  
         ,4--3 MU  
                   %i5tf;x6i  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 /l>!7  
    F_-}GN%  
    x,M8NTb*  
    >0E3Em<(}l  
    7&&3@96<*#  
    i[/`9 AK  
    }?^]-`b  
    4@r76v}{  
    .s-*aoj  
         q1pB~eg5  
    分析 l/-qVAd!q  
    08G${@D+X0  
    这个系统的点扩散函数: YHzP/&0  
      •    Log (Normal PSF) )|wC 1J!L  
    •    λ = 0.55 mm oLIgj,k{*  
    •    0.32 waves 3rd order spherical %E2V$l0  
    •    EPD = 10 mm 21[=xboU  
    •    f/# = 9.68 8_/,`}9   
    点扩散函数如下图: .<4U2h  
    QD^q\9U[  
    46U*70  
           LK+67Y{25  
    (f;.`W  
    系统的点扩散函数是: . ZP$,  
    •     Log (Normal PSF) &} r-C97  
    •     λ = 0.55 mm ^cCNQS}r  
    •     1 wave 3rd order spherical GBY{O2!3u  
    •     EPD = 13.31 mm Fv<3VKueK[  
    •     f/# = 7.27 V3(8?Fz.  
    点扩散函数如下图: J,:Wv`N:9~  
    |j=Pj)5J  
    "0LSy x  
    $Y M(NC  
    演算 GT,1t=|&V  
    CsEU:v  
    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: c 5 `74g  
               |3mcL'  
    f7/M_sx  
    [>KnMi=o)  
    在这个等式中变量定义如下: lvx[C7?  
    •     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) 4%#q.qI  
    •     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) Qs ysy  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx DE+k'8\T  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); OwPXQ 3S  
    •    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, ...) Nq1YFI>W  
    •   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) }W0_eQ  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 0#CmB4!<O  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 3_8W5J3I  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ,Xxp]*K2  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) f>|W d;7l:  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) $18?Q+?3  
    •     F == focal length(焦距 rl,i,1t  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) #v; :K8  
    iJ`zWpj+{Q  
    比较 $,B;\PX  
    0g9y4z{H  
    在下图中: f@2F!  
    透镜EPD=10mm "7eL&  
    截止频率=184lp/mm Ehxu`>@N  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 %aV~RB#  
         izzX$O[=:  
    Y]7 6y>|e  
    在下面的图表中: nok-![  
    透镜EPD=13.31 mm @}2EEo#  
    截止频率=250 lp/mm >pp#>{}  
    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 -@ra~li,yQ  
         r'4Dj&9Ac  
    XRHngW_A  
    "L!U7|9J  
    杂散光对评价函数的影响 &8I }q]'k  
    `Tei  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 9Y@ eXP  
    (\'$$  
    D8{ ,}@  
    \_YDSmjy  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ^$X|Lq  
    P| hwLM  
     
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