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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 Ao\Im(?  
    FJB B@<>:  
    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。 i/ PL!'oq  
    {: =]J4]  
    建立系统 n*9nzx#q  
    D-e?;<  
    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。 N|/gwcKe  
    _/YM@%d  
    )[ejb?{d  
    }/ Qj8l.  
    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。 nd w&F'.r  
             Uy@:-NC)kn  
         1?G%&X@ X  
                   MjbgAH-  
    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。 `rV -,-r@  
    B_RF)meux  
    7/iN`3Bz  
    7Dw. 9EQ  
    AEUR` .  
    0 c ]]  
    Q x&7Ceu"  
    AqH GBH0  
    5x!rT&!G  
         uUe#+[bD  
    分析 G/_xn5XDD  
    g'2}Y5m$`  
    这个系统的点扩散函数: +o35${  
      •    Log (Normal PSF) -fN5-AC  
    •    λ = 0.55 mm a%`L+b5-$  
    •    0.32 waves 3rd order spherical !vuun |  
    •    EPD = 10 mm fS p  
    •    f/# = 9.68 ""IPaNHQ  
    点扩散函数如下图: qC q?`0&#  
    2iC BF-,  
    ]ZH6 .@|  
           ,rOh*ebF  
    l~[ K.p&  
    系统的点扩散函数是: W{1l?Wo  
    •     Log (Normal PSF) =%|f-x  
    •     λ = 0.55 mm SZ:R~4 A  
    •     1 wave 3rd order spherical $QwzL/a  
    •     EPD = 13.31 mm j$4lyDfD  
    •     f/# = 7.27 !j3Xzn9  
    点扩散函数如下图: cQ3p|a `  
    UG]x CkDS  
    uE>m3Y(aP  
    v~0lZe  
    演算 ,V''?@  
    NOf{Xx<#k  
    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: \w-3Spk*  
               h;mOfF  
    Z7 ++c<|p  
    2}_^~8  
    在这个等式中变量定义如下: @KJmNM1]V  
    •     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) Q+'fTmT[,  
    •     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) hMgk+4*  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx e~nh95  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); u,~+ho@  
    •    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, ...) DmZ_tuVI  
    •   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) Hi U/fi`  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) aHPx'R  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 [a.(0YLr'w  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 "&\(:#L  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ~/Y8wxg  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) )iZhE"?z  
    •     F == focal length(焦距 mS.!lkV  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) AP9\]qZ(7  
    $?9u;+jIR  
    比较 H~:g =Zw  
    ;a[3RqmKW  
    在下图中: (~(FQ:L %U  
    透镜EPD=10mm ~8'HX*B]z  
    截止频率=184lp/mm >n1UK5QD  
    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。 QwuSo{G  
         G#='*v OtO  
    &m{~4]qWpM  
    在下面的图表中: s}DNu<"g  
    透镜EPD=13.31 mm $H6ngL  
    截止频率=250 lp/mm >f;oY9 {m  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm R^.c  
         . :(gg  
    {@Z*.G^  
    5UQ[vHMqI  
    杂散光对评价函数的影响 YP{mzGdE&  
    s yb$%  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 dhuIVBp!!e  
    f%REN3=5K  
    |+=ctpx9&  
    wHQYBYKcd  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ^SS9BQ*m  
    _b &Aa%  
     
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