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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 {3.n!7+  
    c&N;r|N  
    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。 R>]7l!3^1  
    KMK8jJ  
    建立系统 *[m:4\  
    3=^)=yOd  
    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。 O #t[YP  
    QBGjH^kL  
    $ 7W5smW/  
    tRO=k34  
    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。 ( mn:!3H%  
             CyS %11L  
         c*]f#yr?  
                   1)jea wVmj  
    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。 %-$BtR2@o  
    l~w^I|M^C  
    4HR36=E6  
    :U *8S\$  
    6yO5{._M  
    #p7gg61  
    4w#2m>.  
    5gII|8>rQ  
    oK 7:e~  
         TLp2a<Iy  
    分析 ck%YEMs  
    @}:E{J#g  
    这个系统的点扩散函数: RwYFBc  
      •    Log (Normal PSF) ^yqRa&  
    •    λ = 0.55 mm /zb/ am1#  
    •    0.32 waves 3rd order spherical YM6 J:89  
    •    EPD = 10 mm MBU|<tc  
    •    f/# = 9.68 KO%$  
    点扩散函数如下图: =[&+R9s  
    PTLlLa85<  
    ~, E }^  
           qp/1 tC`  
    +/l@o u'  
    系统的点扩散函数是: S89j:KRXH%  
    •     Log (Normal PSF) vz>9jw:Y  
    •     λ = 0.55 mm <\fA}b  
    •     1 wave 3rd order spherical 5S2 j5M00  
    •     EPD = 13.31 mm 6wj o:I  
    •     f/# = 7.27 'S9o!hb'@  
    点扩散函数如下图: <#4""FO*  
    4L ]4WVc  
    aL*MCgb'  
    }Hq3]LVE  
    演算 p JT)X8K"  
    +Ugy=678Tr  
    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: l@* $C&E  
               8Iu6r}k?~`  
    tgl(*[T2  
    'I+S5![<  
    在这个等式中变量定义如下: "uT2 DY[  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) _z8"r&  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) 4H%#Sn#L^!  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ej@4jpHQN  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); |>.MH  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ~3M8"}X;L  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 7)5G 1  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) yj#FO'UY  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 T4Vp0i  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 o$l8"Uv  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ^|p D(v  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) - _ 8-i1?  
    •     F == focal length(焦距 UPr& `kaJ  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) O8b#'f~  
    ?d%{-  
    比较 5,s@K>9l;  
    ymqv@Byi8A  
    在下图中: vs[!B-  
    透镜EPD=10mm /g!ZU2&l  
    截止频率=184lp/mm 6H: fg  
    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。 *]NfT}}  
         W_E^+Wl@  
    Khi;2{`  
    在下面的图表中: B>>_t2IU  
    透镜EPD=13.31 mm NJgu`@YoI  
    截止频率=250 lp/mm IqFcrU$4  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm cZ|NGkZ  
         z9 Ch %A{  
    \%Y`>x.  
    ?%$O7_ThvA  
    杂散光对评价函数的影响 } % Ie  
    ]r3/hDRDL@  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 }xt^}:D  
    )1B? <4  
    ym%` l!  
    6q8}8;STTY  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: &z40l['4bz  
    .=Oww  
     
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