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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 VSSu &Q  
    C<P%CG&;  
    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。 L>3x9  
    !Ze5)g%H  
    建立系统 GgB,tam{p  
    HbxL:~:}J  
    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。 1A\OC  
    |fHV2Y`:g  
    sPR1?:0:  
    /@,j232  
    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。 xjVS   
             fe9LEM8j  
         c|#8T*`C  
                   fyByz=pl  
    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。 o/+13C  
    lhBT@5Dm9  
    o<|P9#(U"  
    ekWePL;rR2  
    b4QI)z  
    =_:et 0  
    o*o/q],C9-  
    HxIIO[h  
    E6pMT^{K  
         JW3B'_0  
    分析 rv|)n>m  
    s;6CExH  
    这个系统的点扩散函数: <OIIoB?t  
      •    Log (Normal PSF) x;8A!8w  
    •    λ = 0.55 mm H{=21\a\  
    •    0.32 waves 3rd order spherical /!3@]xz*  
    •    EPD = 10 mm w.\&9]P3~  
    •    f/# = 9.68 D?NbW @]  
    点扩散函数如下图: xo7Kn+ Kl  
    T>NDSami  
    M)2VcDy  
           'LO^<  
    j4cwI90=  
    系统的点扩散函数是: ~2gG(1%At9  
    •     Log (Normal PSF) "-vW,7y  
    •     λ = 0.55 mm *U P@9D  
    •     1 wave 3rd order spherical ' <@3i[M  
    •     EPD = 13.31 mm 7G/1VeVjB  
    •     f/# = 7.27 /assq+H  
    点扩散函数如下图: d'G0m9u2  
    Yq%9M=#k  
    CnG+Mc^  
    Y07ZB'K  
    演算 GJoS #s  
    ! q M=a3  
    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: 0 g?z&?  
               lXjXqk\  
    "O%gFye  
    'a\%L:`  
    在这个等式中变量定义如下: 8n*.).33  
    •     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) R]RZq+2 ^  
    •     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) 7r~~Y%=C|  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx t+1 %RyKFB  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); {z")7g ]l  
    •    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, ...) fR*q?,  
    •   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) WZ*ws[dVI  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) f]\CD<g3|E  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ,v';>.]  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 RM!<8fXYD  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) w-t8C=Z  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) -6n K<e`  
    •     F == focal length(焦距 hKT  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) !g(KK|`,m  
    mg$]QnbAnH  
    比较 Cc%LztP>  
    er!DYv  
    在下图中: ^]W<X"H+Z  
    透镜EPD=10mm ;3B1_vo9  
    截止频率=184lp/mm 4'!c*@Y  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 !AKg m'Nw  
         ~e+\k>^eN  
    ]Zyur`  
    在下面的图表中: lna}@]oR  
    透镜EPD=13.31 mm /Q2mMSK1h  
    截止频率=250 lp/mm 8(~K~q[Cr  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm  ng_^  
         #py[  
    o .qf _A  
    o'f?YZ$.  
    杂散光对评价函数的影响 vA]W|sLF9  
    7 D^gMN%p  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Ai gS!-   
    qT`k*i?  
    S=e{MI  
    Y[$!`);Ye  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 9&_<f}ou  
    YYu6W@m]  
     
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