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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 Wfw9cxGkf  
    sb5kexGxkc  
    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。 [B<{3*R_  
    3yX^R^`  
    建立系统 7NqV*  
     )U`kU`+'  
    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。 qz2d'OhmtH  
    ;BvWU\!  
    4rdrl  
    @h8~xs~DG  
    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。 z<=t3dj  
             o>%W7@Pr  
         LEa:{s<:  
                   m&8_i`%<  
    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。 2*FZ@?X@r  
    _{);n$`  
    Vi-@z;k  
    8Qy |;T}  
    <[~M|OL9q,  
    9V!K. _Cb  
    fE}}>  
    QKQy)g  
    G;+ 0V0K  
         %"V,V3kw4  
    分析 @@&;gWr;  
    H#akE\,  
    这个系统的点扩散函数: zqn*DbT  
      •    Log (Normal PSF) )[.URp&  
    •    λ = 0.55 mm _JoA=< O!  
    •    0.32 waves 3rd order spherical p]HtJt|]  
    •    EPD = 10 mm ibL;99#  
    •    f/# = 9.68 `R;XN-  
    点扩散函数如下图: m0YDO 0  
    ~Q\[b%>J  
    GM~jR-FZ  
           Pr'py  
    KDk^)zv%!  
    系统的点扩散函数是: wDzS<mm  
    •     Log (Normal PSF) 0KEl+  
    •     λ = 0.55 mm W X9BS$}0  
    •     1 wave 3rd order spherical *}=W wG  
    •     EPD = 13.31 mm yR-.OF,c  
    •     f/# = 7.27 7IR n  
    点扩散函数如下图: 5@\<:Zmi  
    ZgtOy|?|  
    MI 3_<[  
    {fs(+ 0ei  
    演算 Dc5XU3Eu`  
    jkd8M;Jw  
    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: E.brQx#}  
               ygG9ht  
    ~-x\E#(  
    J<D =\  
    在这个等式中变量定义如下: M_DkjuR  
    •     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) XCY4[2*a>  
    •     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) !+U.)u9 '  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 7P]pk=mo  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); L;;x%>  
    •    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, ...) O4{&B@!  
    •   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) $onliW|  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) <KCgtO  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 |tkmO:  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 [iz  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) D!CGbP(  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) BL7%MvDQ  
    •     F == focal length(焦距 6gn|WO=W f  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) `1dr$U  
    X9>ujgK  
    比较 _*_zyWW_j  
    +4 dHaj6  
    在下图中: ! JN@4  
    透镜EPD=10mm m`|+_{4[n  
    截止频率=184lp/mm HD|5:fAqA  
    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。 1=>$c   
         1E(pJu'K  
    <qu\q \  
    在下面的图表中: b /)UN*~  
    透镜EPD=13.31 mm /V^S)5r  
    截止频率=250 lp/mm tpS F[W  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm s<{c?4T  
         K4KmoGb  
    ck;owGl T  
    | e+m!G1G  
    杂散光对评价函数的影响 }v?{npEOt+  
    5:6mptn>  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 a2zo_h2R  
    Y\lBPp0{\v  
    VYOO8MQI  
    V6c?aZ,O  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: }w$/x<Q[  
    W`KkuQ4cM  
     
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