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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 _y#omEx  
    P^m+SAAB  
    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`:aWda  
    GT\, @$r  
    建立系统 RC 7|@a  
    d"3S[_U  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 'J^ M`/  
    E)==!T@E  
    GC?X>AC:  
    [ZwZGAP  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 \zj _6Os  
             x._IP,vRx^  
         []HMUL]"  
                   .d< +-w2Mu  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 { 3``To$  
    !0ly1T 9  
    ;>^oe:@  
    wMy$T<:   
    {\-rZb==F2  
    tX;00g;U.  
    kPwgayz  
    fDc>E+,  
    _\E{T5  
         8r '  
    分析  w0QN5?  
    3wXmX  
    这个系统的点扩散函数: 0_yE74i  
      •    Log (Normal PSF) 8 vNgePn  
    •    λ = 0.55 mm 5,=Yi$x  
    •    0.32 waves 3rd order spherical [?3*/*V  
    •    EPD = 10 mm `|K,E  
    •    f/# = 9.68 4)D#kP  
    点扩散函数如下图: `(A6uakd  
    J6x\_]1:*  
    j,Sg?&"%=  
           `abQlBb*  
    vQrce&  
    系统的点扩散函数是: @rs(`4QEh  
    •     Log (Normal PSF) #.O,JG#H  
    •     λ = 0.55 mm SNP.n))   
    •     1 wave 3rd order spherical qGMM3a)Q  
    •     EPD = 13.31 mm qh Ezv~  
    •     f/# = 7.27 pT]M]/y/:  
    点扩散函数如下图: SsA;T5:6  
    w+Ve T@  
    UnNvlkjq9  
    yu"Ii-9z  
    演算 .(o]d{ '-}  
    gA ]7YHc  
    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: a2W}Wb+  
               9fD4xkRS  
    Wz$%o'OnC  
    .4={K)kz|F  
    在这个等式中变量定义如下: H e]1 <tx  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) `}o4&$  
    •     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) `NA[zH,w3  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx G%)?jg@EA  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Wd4fIegk  
    •    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, ...) g+/%r91hZ  
    •   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) 4mOw[}@A  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) E [JXQ76  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 5@c,iU-L  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 g!n1]- 1  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) >JT{~SRB|Y  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) J*6I@_{/ U  
    •     F == focal length(焦距 ZCPK{Ru QE  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Rs B o\#`  
    04tUf3 >  
    比较 m^ zx &  
    4W8rb'B!Ay  
    在下图中: ANSvZqKh  
    透镜EPD=10mm zO{$kT\r&  
    截止频率=184lp/mm 5_Yv>tx  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 bGRI^ [8#+  
         LLmgk"  
    > 7!aZO  
    在下面的图表中: UwtOlV:G{  
    透镜EPD=13.31 mm @_YEK3l]l  
    截止频率=250 lp/mm FW7+!A&F  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm cJA0$)JP&  
         7HPLD&WPt  
    O;[PEV ~  
    7UHqiA`L  
    杂散光对评价函数的影响 , >Y. !  
    Qv8#{y@U  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 $n `Zvl2  
    L1BpkB  
    Lhl) pP17  
    ]SrKe-*:U  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: o!mf d}nG  
    :{4G= UbAI  
     
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