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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 ku\_M  
    <iL+/^#  
    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。 IU3OI:uq  
    n /rQ*hr  
    建立系统 #opFUX-  
    8)sqj=  
    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。 JSO>rpO  
    kkqrl JO|  
    D?9 =q  
    agt7b@-5=  
    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。 koaH31Q  
             l%;)0gT  
         :vc[ iZ  
                   Z\NC+{7k]  
    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。 v6iV#yz3(  
    0;V2>!  
    4(o0I~hpB?  
    ~Fisno  
    Tqm9><!r  
    O@Xl_QNxc!  
    ` R^[s56wp  
    CK.Z-_M  
    Km-lWreTH  
         2W|j K  
    分析 h/PWi<R i  
    R0{n0Br  
    这个系统的点扩散函数: P3(u+UI3  
      •    Log (Normal PSF) ~!Onz wmO  
    •    λ = 0.55 mm /k7`TUK  
    •    0.32 waves 3rd order spherical S[*e K Z  
    •    EPD = 10 mm <y~`J`-  
    •    f/# = 9.68 a*=\-;HaZ  
    点扩散函数如下图: ()XL}~I{!A  
    UPLr[ >Q#  
    &W}ooGg  
           r?V\X7` +  
    6\'v_A O  
    系统的点扩散函数是: Hn:%(Rg=aW  
    •     Log (Normal PSF) CJ KFNa  
    •     λ = 0.55 mm !*EHr09N7  
    •     1 wave 3rd order spherical e,8C} 2  
    •     EPD = 13.31 mm 5a-8/.}cP  
    •     f/# = 7.27 MNkysB(  
    点扩散函数如下图: Qp%kX@Z'  
    5GC{)#4  
    RM QlciG  
    5jkW@  
    演算 ~9 K4]5K-  
    F5&4x"c  
    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: nqy\xK#.^  
               c5^i5de  
    Vk8:;Hj  
    (;cbgHo%}  
    在这个等式中变量定义如下: Fb[<YX"  
    •     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) oZP:}= F  
    •     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) /zPN9 db  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 7&OU!gp  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);  8tLkJOu  
    •    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, ...) yn4Xi@9Pri  
    •   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) p4|:u[:&  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) P}JA"V&  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Y{um1 )k  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 >.QD:_@:  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) V=.lpj9m  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) +-`Q}~s+  
    •     F == focal length(焦距 F5{~2~Cw(  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) N!r@M."  
    p}O@ %*p .  
    比较 T? _$  
    3|g'1X}  
    在下图中: ^vJ08gu_W  
    透镜EPD=10mm WWH T;ST  
    截止频率=184lp/mm d v"  
    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。 HrWXPac A  
         %e:VeP~  
    V#C[I~l  
    在下面的图表中: Ku56TH!Py  
    透镜EPD=13.31 mm e#SNN-hKsJ  
    截止频率=250 lp/mm !j( v-pQf"  
    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 `{8Sr)  
         e,|"9OK  
    X-6Se  
    rsy'ZVLUj  
    杂散光对评价函数的影响 X62z>mM  
    V'\4sPt  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 N{ ;{<C9Z  
    hH`yQGZ  
    5|&Sg}_  
    *+lnAxRa?  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 6HFA2~A  
    ${0Xq k  
     
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