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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 _DJ  
    t+WUz#i"  
    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。 P.t7_v>  
    Kv\uBMJNW  
    建立系统 2 mvp|< "  
    H]f8W]"c[  
    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。 euh rEjwkH  
    `~W?a  
    ^w}BXVn  
    Ria*+.k@"B  
    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。 )d?L*X~y'  
             >R6>*|~S  
         G-T2b,J [  
                   #J c)v0_  
    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。 0R?LWm j  
    N^tH&\G\m  
    V)r6bb{^  
    <Dp[F|r  
    I9r> 3?  
    5l(NX  
    yYZ0o.<&T*  
    w8AHs/'r  
    W\yaovAt  
         3H/4$XJB  
    分析 Q pbzx/2h  
    Rlf#)4  
    这个系统的点扩散函数: M6b6lhg  
      •    Log (Normal PSF) {BJn9B  
    •    λ = 0.55 mm -jsk-,  
    •    0.32 waves 3rd order spherical K~>ESMZ5  
    •    EPD = 10 mm =arrp:  
    •    f/# = 9.68 a<`s'N1G  
    点扩散函数如下图: {5gh.  
    IOOAaa @(  
    2l!* o7  
           ( u}tUv3  
    MXU8QVSY"  
    系统的点扩散函数是: zz+[]G+"2m  
    •     Log (Normal PSF) $T80vEi+u  
    •     λ = 0.55 mm ];o[Yn'>o  
    •     1 wave 3rd order spherical Tj*Vk $}0  
    •     EPD = 13.31 mm |;_uN q9  
    •     f/# = 7.27 :s OsG&y  
    点扩散函数如下图: VpkkiN  
    9AdA|/WV  
    C_DXg-a2lu  
    tO ^KCnL  
    演算 N-Nq*  
    A5> ,e|  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ww"HV;i  
               nZ2mY!*  
    /!Ng"^.e  
    Os-sYaW  
    在这个等式中变量定义如下: ]RJcY1  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) x7]Yn'^'  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) KoNJ;YiKtN  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 2U;ImC1g  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); L.@o  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) 7 a}qnk %  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ^/kn#1H7&  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Zxwcj(d  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 eD481r  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 J,k|_JO  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) le-Q&*  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) >~sAa+Oxi  
    •     F == focal length(焦距 }vbs6u  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) _#/zH~V%  
    @dzO{)  
    比较 ZsPT!l,  
    4j'cXxo  
    在下图中: MZX-<p+  
    透镜EPD=10mm (ft8,^=4  
    截止频率=184lp/mm czV][\5  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 #X(KW&;m  
         1 f;k)x  
    D^knN-nZ*  
    在下面的图表中: AVys`{*c  
    透镜EPD=13.31 mm ']hB_ 4v  
    截止频率=250 lp/mm #FBq8iJ  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm .(0'l@#fT  
         =;9*gDfD  
    /{';\?w  
    <"g ^V  
    杂散光对评价函数的影响 .*N,x0 B(  
    C[ ehw  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 jQp7TdvLE$  
    Fx.hti  
    w{t2Oo6Q0+  
    9w Pc03a  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ^nYS @  
    EhkvC>y  
     
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