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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-07
    描述 5M){!8"S)#  
    aW;aA'!  
    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。 rY}B-6qJn  
    P:!)9/.2  
    建立系统 vq6%Ey3Gix  
    (xT*LF+  
    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。 4ke^*g K<  
    :)c80`-E  
    ^%[F8\}XPJ  
    zVaCXNcbo  
    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。 RUXCq`)"<  
             *HlDS22  
         SI-X[xf  
                   !1 :@8q  
    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。 "yh Pm  
    FC>d_=V  
    %xlpB75N4N  
    K{DAOQ.z  
    x>3@R0A 1:  
    K0fv( !r{  
    ;u!?QSvb  
    ])T/sO#'  
    |4>:M\h  
         8T5k-HwE  
    分析 e!0OW7 kV  
    w~@[ r4W  
    这个系统的点扩散函数: `gguip-C  
      •    Log (Normal PSF) >Y&KTSD"  
    •    λ = 0.55 mm OyVm(%Z   
    •    0.32 waves 3rd order spherical %e=!nRc  
    •    EPD = 10 mm Ft-6m%  
    •    f/# = 9.68 C0m\SNR  
    点扩散函数如下图: BQNp$]5s  
    77aX-e*=E  
    1f//wk|  
           3% vis\~^  
    )%j"  
    系统的点扩散函数是: tOg=zXm   
    •     Log (Normal PSF) YoSQN/Z  
    •     λ = 0.55 mm b! tludb  
    •     1 wave 3rd order spherical 8pe0$r`b  
    •     EPD = 13.31 mm nQLs<]h1  
    •     f/# = 7.27 X47!E |*  
    点扩散函数如下图: i21QJ6jPcI  
    rsxRk7s@  
    8hB.fau  
    kk_zVrQ<  
    演算 Q[_Ni15  
    Eo=HNe  
    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: 0XIxwc0Iw  
               z8iENECwj  
    T$c+m\j6  
    pxplWP,  
    在这个等式中变量定义如下: -!R l(if  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) r8v:|Q1"  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) x0G>ktWq<  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx JDhwN<0R  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Xb<)LHA~3  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) %b<%w    
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) [.3sE  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) yq6LH   
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 g :i*O^c @  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ^ f{qJ[,  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 9dYOH)f  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) \=g!$  
    •     F == focal length(焦距 r@|ZlM@O  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) d*9j77C]  
    @:gl:mc  
    比较 065A?KyD  
    9 z*(8d  
    在下图中: <^sAY P|  
    透镜EPD=10mm J/7 u7_  
    截止频率=184lp/mm #pa\ 2d|  
    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。 cYD1~JX.  
         cVg$dt  
    4vGbG:x  
    在下面的图表中: :SeLkQC  
    透镜EPD=13.31 mm 2Q 3/-R  
    截止频率=250 lp/mm FB!z#Eim  
    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 0 r3N^_}  
         }wL3mVz  
    h7RD `k:mF  
    hDb HSZ  
    杂散光对评价函数的影响 STRyW Ml  
    d<?X3&J  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ~ i'C/[P  
    5j1 IH,yW  
    0gi}"v  
    ASM1Y]'Z  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ds')PIj  
    QvNi8TB  
     
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