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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 {OFbU  
    .m--# r  
    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。 /.PjHTM<  
    _dQVundH  
    建立系统 f#4,2Xf  
    ,H6*9!Dv2  
    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。 SN w3xO!;&  
    U*Q1(C  
    tBR"sBiws  
    LxD >eA  
    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。 u,h,;'J  
             fL^+Qb}  
         h)S223[  
                   $ = uz  
    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。 2R}9wDP  
    QuG=am?l`  
    =W+ h.?  
    )6K Q"*  
    s?qRy 2  
    i WCR 5c=  
    Qs v3`c  
    F_28q15~:  
    | %E\?-TK  
         sK1YmB :~a  
    分析 bbGSh|u+P  
    ,&+"|,m  
    这个系统的点扩散函数: .KzGb4U  
      •    Log (Normal PSF) j_=A)B?  
    •    λ = 0.55 mm ii0{$}eoh  
    •    0.32 waves 3rd order spherical NBLiwL37{  
    •    EPD = 10 mm <P)U Ggd  
    •    f/# = 9.68 +rT%C&ze  
    点扩散函数如下图: _8*}S=  
    SVr3OyzI  
    F.9SyB$  
           ZkbaUIQ  
    4<`Qyul-  
    系统的点扩散函数是: 9VqE:c /  
    •     Log (Normal PSF) cvoE4&m!  
    •     λ = 0.55 mm c!,&]*h"k  
    •     1 wave 3rd order spherical p]/qf \E  
    •     EPD = 13.31 mm G)p pkH`qj  
    •     f/# = 7.27 U)v['5%  
    点扩散函数如下图: >Yr-aDV  
    I` `S%`h  
    &Z kY9XO  
    OR{<)L  
    演算 kNC.^8ryz[  
    h$F.(NIYe  
    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: yr4j  
               2Fi ~GY_  
    ,'FH[2  
    "6[a%f#Q  
    在这个等式中变量定义如下: tyEa5sy4  
    •     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) 9\yGv  
    •     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) KKrLF?rc  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 2(SU# /,  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); B =EI&+F+  
    •    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, ...) L5+X&  
    •   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) Iq76JJuCb  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ' 7lHWqN<  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 iD;pXE{2s%  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ].=~C"s,a  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) o'oA.'ul  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) h=:*cqp4  
    •     F == focal length(焦距 |2i=oX(r|  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 5y 9(<}z  
    kAu-=X  
    比较 tHhau.!  
    \a_75^2  
    在下图中: K;:_UJ>t  
    透镜EPD=10mm ^M:Y$9r_s  
    截止频率=184lp/mm Dd:TFZo  
    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。 iy<|<*s2D  
         y4@zi"G  
    %anY'GK   
    在下面的图表中: qocN:Of1  
    透镜EPD=13.31 mm ^{V t  
    截止频率=250 lp/mm iMT[s b  
    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 &dH[lB  
         jOkc'  
    `u<\ 4&W  
    \ F\ /<  
    杂散光对评价函数的影响 I]4L0r-  
    2HNAB4 E  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 n7|8`? R^  
    Z[ NO`!<  
    KF4D)NM|  
    H^VNw1.   
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: <Ny DrO"C3  
    p#\JKx  
     
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