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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    光币
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-07
    描述 2?(/$F9X,  
    }51QUFhL0  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 f*@ :,4@  
    !,- 'wT<v  
    建立系统 0ytAn+/"x  
    N+V#=U y  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ?23J(;)s  
    yS)k"XNb  
    d% @0xsU1  
    6rS ? FG=  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 VI3fvGHat{  
             j gV^{8qG  
         TaF*ZT2  
                   (9bU\4F\  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 F_u ?.6e]  
    bSM|"  
    Eoz/]b  
    D}%VZA}].  
    ;8VZsh  
    7<kr|-  
    4P C'7V=S  
    @"cnPLh&  
    1`II%mf[  
         zt((TD2  
    分析 mj9|q8v{+  
    4o''C |ND  
    这个系统的点扩散函数: WKr4S<B8mr  
      •    Log (Normal PSF) ;[zZI~wh  
    •    λ = 0.55 mm @#"K6  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 2+|r*2_glo  
    •    EPD = 10 mm ?,v@H$)3_  
    •    f/# = 9.68 J bima>  
    点扩散函数如下图: >$<Q:o}^  
    sS)tSt{C  
    T5@t_D>8  
           vr>J$(F  
    uA?a DjA  
    系统的点扩散函数是: \#h=pz+jb  
    •     Log (Normal PSF) CE183l\  
    •     λ = 0.55 mm _ru<1n[4~  
    •     1 wave 3rd order spherical 4P2p|Gc3  
    •     EPD = 13.31 mm 84(jg P  
    •     f/# = 7.27 q9(O=7O]-  
    点扩散函数如下图: Pi&\GMzd  
    N}|1oQkjf  
    b9f5  
    yYC\a7Al4  
    演算 #.j:P#  
    $~EY:  
    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: Cn9MboXX  
               .<P@6Jq  
    rI:]''PR  
    ']Km%uwL  
    在这个等式中变量定义如下: yC }x6xG  
    •     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) =F*{O=  
    •     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) ZDr TPnA[  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx wS2N,X/Y  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Qe<c@i"  
    •    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 dG_E]&  
    •   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) BD ,3JDqT  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) P.|g4EdND  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 %D^j7`Z  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 _*(:6,8  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) w68VOymD/  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) @0:mP  
    •     F == focal length(焦距 Z*5]qh2r8  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) (i'wa6[E8  
    4p&SlJ  
    比较 RG_)<U/B  
    H~qY7t  
    在下图中: RK]."m0c~#  
    透镜EPD=10mm $r)nvf`\  
    截止频率=184lp/mm dZbG#4oO  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 5.)/gK2$  
         Lop=._W  
    s&OwVQ<M  
    在下面的图表中: f1VA61z{)  
    透镜EPD=13.31 mm > cJX'U9  
    截止频率=250 lp/mm M7lMOG (\  
    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 hmd,g>J:<  
         jdDcmR  
    "V_PWEi  
    Yc'7F7.<6  
    杂散光对评价函数的影响 z3}4 +~~  
    kA:cz$ )  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 5h(] S[Zf3  
    Ib4 8`  
    T1b9Zqc)f  
    K>$od^f%c  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: k}Vu!+cz  
    ?3i-wpzMp  
     
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