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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 Yq%r\[%*  
    ^]9.$$GU\A  
    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。 3-_`x9u*  
    |M|>/U 8  
    建立系统 nBtKSNT#Q  
    oT9qd@uQ0:  
    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。 cD9.L  
    e\ ! ic  
    ese?;1r  
    }T"&4Rvs2R  
    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。 4K$_d,4`U  
             k#x"'yZ  
         RC^k#+  
                   ^\w!D{Y7Q  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 <1E5[9 q  
    O[ug7\cl+  
    6f&qtJQ<A  
    uM2 .?>`X  
    oA4<AJ2  
    ),Igu  
    ):nC&M\W~  
    4^k+wQU  
    zZiga q"  
         |\N))K-2D  
    分析 nQd~i0`vB  
    AX6l=jFZx  
    这个系统的点扩散函数: K*N8Vpz(  
      •    Log (Normal PSF) M+WN\.2pX  
    •    λ = 0.55 mm /;`-[   
    •    0.32 waves 3rd order spherical &J,&>CFc  
    •    EPD = 10 mm uwu`ms7z 2  
    •    f/# = 9.68 p;)@R$*  
    点扩散函数如下图: uOb}R   
    &W N R{  
    PF:'dv  
           Q;=3vUN  
    h/7_IuD  
    系统的点扩散函数是: MG4(,"c!  
    •     Log (Normal PSF) U8 n=Ro  
    •     λ = 0.55 mm  Qo+Y  
    •     1 wave 3rd order spherical C0;:")6~  
    •     EPD = 13.31 mm G,XUMZ  
    •     f/# = 7.27 1Wz5Iv#Ez  
    点扩散函数如下图: S=3H.D!f  
    .}3K9.hkr  
    +{cCKRm  
    sLW e \o  
    演算 DhT8Kh{  
    JjQ9AJ?-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: H'x_}y  
                8s>OO&  
    [[KIuW~ot  
    LR y&/d  
    在这个等式中变量定义如下: J pKCux  
    •     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) zJG=9C?  
    •     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) xi=Qxgx0I  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx >RXDuCVi  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 8:jakOeT  
    •    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, ...) Zmy:Etqi  
    •   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?2<W-n  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) _OJ19Ry  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 .%_=(C< E  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 4?l:.\fB:  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) KHoDD=O  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ykNPKzW:  
    •     F == focal length(焦距 77;|PKE /  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 94L>%{59  
    o<7'(Pz  
    比较 2,G9~<t  
    (BY5omlh  
    在下图中: {r1}ACw{  
    透镜EPD=10mm E~1"Nh  
    截止频率=184lp/mm 'E%+ O  
    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。 7DIFJJE'  
         #)( D_*  
    =xM:8 hm  
    在下面的图表中: 9/6=[)  
    透镜EPD=13.31 mm 8Oo16LPD  
    截止频率=250 lp/mm >\Ml \CyL  
    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 2w>yW]  
         "SU O2-Gj  
    dU#} Tk  
    R<e ~Cb-  
    杂散光对评价函数的影响 >?GCH(eW%  
    }N W01nee  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 {'[S.r`  
    n!%'%%o2v  
    <xr\1VjA  
    %#@5(_'  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: &#<>fT_  
    B^"1V{M  
     
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