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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 b.`<T "y  
    wIrjWU2  
    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。 COE,pb17  
    PY4RwN  
    建立系统 23lLoyN  
    p)t1] <,Of  
    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。 9>t  
    a?zn>tx  
    ;B35E!QJ  
    q(i^sE[y  
    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。 2(-J9y|  
             c]#+W@$  
         (1 "unP-  
                   Kk}|[\fW  
    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。 S~ dD;R  
    J3]!<v=  
    &=1A g}l57  
    *4i)aj  
    L[]*vj   
    vhw"Nl  
    pjC2jlwm*  
    &C~R*  
    cTA8F"UGD  
         dQ6n[$Q@N  
    分析 (M1HNIM;(  
    *K9I+t"g  
    这个系统的点扩散函数: w/8`]q  
      •    Log (Normal PSF) uHBEpqC%  
    •    λ = 0.55 mm K[wOK  
    •    0.32 waves 3rd order spherical DCJmk6p%0  
    •    EPD = 10 mm z (N3oBW  
    •    f/# = 9.68 E8TJ*ZU  
    点扩散函数如下图: +`EF0sux  
    2Xu?/yd  
    yI&{8DCCw  
           |-WoR u  
    ]L'FYOfrpx  
    系统的点扩散函数是: dQoZh E  
    •     Log (Normal PSF) D;f[7Cac  
    •     λ = 0.55 mm .Z,3:3,]  
    •     1 wave 3rd order spherical  0p8Z l  
    •     EPD = 13.31 mm "2>I?  
    •     f/# = 7.27 <@B zF0  
    点扩散函数如下图: 'Zq$ W]i  
    _%HpB=  
    #q;hX;Va  
    ep"YGx  
    演算 w#?@ulr]d  
    .U8Se+;  
    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: Wvhg:vup  
               u9WQ0.  
    Qg)=4(<Hr  
    4T*RJ3Fz!  
    在这个等式中变量定义如下: RwH<JaL:  
    •     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) +]n.uA-`[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) z3l= aAw8  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx $rB20!  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); o8!gV/oy  
    •    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, ...) aR }|^ex  
    •   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) cJEO wAN  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) _n.2'  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 traJub  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 P);: t~  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) =F!DwaZ  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) GP"(+5  
    •     F == focal length(焦距 us&!%`  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) jTNfGu0x  
    x\=2D<@az  
    比较 HaP0;9q  
    fV-vy]x..  
    在下图中: j8@ Eqh  
    透镜EPD=10mm hcQvL>  
    截止频率=184lp/mm JHY0 J &4s  
    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。 8:Yha4<Bv7  
         nwwKef(  
    j1!P:(  
    在下面的图表中: V?g@pnN"  
    透镜EPD=13.31 mm H].G%,2'  
    截止频率=250 lp/mm ]Gw?DD|Gn  
    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 4(aDi;x"w  
         NO4V{}?a  
     } z4=3 '  
    !Jo3>!,j  
    杂散光对评价函数的影响 y(pHt  
    c65_E<5Z  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Te%'9-jk  
    1v TncU!  
    ZeD""vJRY  
    @=[/bG  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ?Gq'r2V  
    BX[92~Bq  
     
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