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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  k/}E(_e  
    ?hwT{h  
    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。 M\ {W&o1!  
    L&SlUXyt.c  
    建立系统 L;k9}HWpP  
    Dz>v;%$S-  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 - +=+W  
    gdyP,zMD7  
    ^ G(GjW8  
    MUU9IMFJ  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 &B5@\Hd;  
             ^3  '7  
         6@@J>S>  
                   rN%aP-sa<  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 L|[ 0&u!  
    F82_#|kpS  
    d*xKq"+ &E  
    |0$wRl+kN  
    AHre#$`97  
    !mLY W  
    Lg[_9 `\  
    Z6I^HG{:  
    3<nd;@:-  
         #(G#O1+  
    分析 Q(Dp116  
    F&om^G'U  
    这个系统的点扩散函数: >>C(y?g  
      •    Log (Normal PSF) }+8w  
    •    λ = 0.55 mm H,H=y},  
    •    0.32 waves 3rd order spherical [LJ1wBMw  
    •    EPD = 10 mm {]w @s7E  
    •    f/# = 9.68 jI(}CT`g  
    点扩散函数如下图: n-7|{1U  
    `_{^&W WS  
    w1+xlM,,9  
           sKT GZA  
    <|'C|J_!  
    系统的点扩散函数是: tOK lCc  
    •     Log (Normal PSF) >}~Pu| _ S  
    •     λ = 0.55 mm \)pT+QxZ  
    •     1 wave 3rd order spherical Qr4c':8  
    •     EPD = 13.31 mm SDTX3A1  
    •     f/# = 7.27 W c"f  
    点扩散函数如下图: p Rn vd|  
    g6kVHxh-  
    QDg\GA8|  
    %usy`4 2  
    演算 SqhG\qE{Qj  
    $DOBC@xxzT  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 0b0.xz\~U  
               nZbfc;da  
    6jiz$x  
    /pvR-Id|6  
    在这个等式中变量定义如下:  S oY=  
    •     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) A7!=`yA$  
    •     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) n)(E 0h  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx `)[bu  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); vt" 7[!O  
    •    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, ...) OE(Z)|LF  
    •   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) MH+t`/E0]  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) # 4AyA$t  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Xx~XW ^lsh  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 fCL5Et  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 0?]*-wvp  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) BK>uJv-qU  
    •     F == focal length(焦距 z (,%<oX  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) rkdwGqG  
    C~.7m-YW  
    比较 tc%?{W\  
    h[SuuW  
    在下图中: |RBgJkS;8  
    透镜EPD=10mm /XG4O  
    截止频率=184lp/mm hVe@:1og#  
    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。 5fK#*(x  
         H=OKm  
    jOppru5U  
    在下面的图表中: "Ldi<xq%xl  
    透镜EPD=13.31 mm URq{#,~CT  
    截止频率=250 lp/mm ,ufB*[~  
    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 85P7I=`*d  
         D=U"L-rRs  
    cNzn2-qv  
    IiG~l+V~  
    杂散光对评价函数的影响 )vB,eZq  
    8}FZ1h2 4  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 6>! ;g'k  
    rAK}rNxI  
     R ^Wed  
    o7N3:)  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: I^pD=1Y]  
    d>z?JD t  
     
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