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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 ;5-r_D;9  
    9,j-V p!G  
    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。 ML;*e"$  
    =@,Q Dm]L  
    建立系统 m7EcnQf  
    ;Gx)Noo/>  
    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。 /sM~U q?  
    xx{!3 F  
    J^R=dT!  
    0Wa}<]:^  
    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。 d8-A*W[  
             98=wnWX 6$  
         H~ZV *[A`  
                   76hOB@  
    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。 bVP"(H]  
    n  -(  
    _iNq"8>2  
    ljl^ GFo  
    K\"R&{+=  
    gs!(;N\j|  
    -*5Rnx|Y{  
    "&Po,AWa  
    9zYVC[o  
         4_Dp+^JF  
    分析 [Nn`l,  
    X7k.zlH7T  
    这个系统的点扩散函数: l Va &"   
      •    Log (Normal PSF) U9b?i$  
    •    λ = 0.55 mm BIuK @$  
    •    0.32 waves 3rd order spherical bfo["  
    •    EPD = 10 mm *CHI2MB  
    •    f/# = 9.68 quY:pqG38q  
    点扩散函数如下图: %v20~xW :o  
    Ft}@ 1w5  
    n; {76Q  
           w$JvB5O  
    N('&jHF  
    系统的点扩散函数是: %iV^S !e  
    •     Log (Normal PSF) II6CHjW`;  
    •     λ = 0.55 mm A}eOFu`  
    •     1 wave 3rd order spherical jy-{~xdg[  
    •     EPD = 13.31 mm vWAL^?HUP  
    •     f/# = 7.27 [eTSZjIN7  
    点扩散函数如下图: <&C]s b  
    f^W;A"+  
    P.gb 1$7<  
    sQkhwMg  
    演算 t!RiUZAo  
    N7e"@Ic  
    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: |i++0BU  
               / m=HG^!  
    6j ~#[  
    UX7t`l2R  
    在这个等式中变量定义如下: c/sC&i;%O  
    •     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) !qG7V:6  
    •     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) Y]&j,j&  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx HTG%t/S  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); FSND>\>  
    •    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, ...) KCs[/]  
    •   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) h $2</J"  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) zCk^B/j sM  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 %7|9sQ:  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ZHa"isl$e  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) @;"|@!l|  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) }}59V&'t  
    •     F == focal length(焦距 VVlr*`  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 3W N@J6?  
    7Op>i,HZk\  
    比较 ui?  
    5 sX+~Q  
    在下图中: Hm*/C4B`  
    透镜EPD=10mm uA< n  
    截止频率=184lp/mm |p,P46I  
    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。 m;,N)<~  
         `EaLGzw  
    w(L4A0K[  
    在下面的图表中: +~p88;  
    透镜EPD=13.31 mm ')cMiX\v  
    截止频率=250 lp/mm ;0Tx-8l  
    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 HAa; hb  
         y gz6C  
    c24dSNJg,  
    \2h!aRWR  
    杂散光对评价函数的影响 x<ZJb  
    6^`1\ #f  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 #"G]ke1l$  
    ~nay"g:  
    'd9INz.  
    X9V*UXTc  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: $| @ (  
    :/nj@X6  
     
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