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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 ljr?Z,R4  
    #@rvoi  
    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。 re]e4lZ  
    .uo9VL<  
    建立系统 FX"j8i/N  
    Bri yy  
    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。 iJ&*H)}^  
     I&m C  
    NNOemTh  
    T?4pV#  
    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。 ^Z dDs8j  
             25 NTtj:X  
         2=\} 0  
                   $,@PY5r  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ';>]7oT`  
    DJ zJ$Q  
    DG%vEM,y  
    zJ"`40V*;  
    |Ok@:Au  
    50< QF  
    Gr),o6}p  
    ZNHlq5  
    <"GgqyRzv  
         mz[Q]e~&i  
    分析 -o+<m4he  
    4p}?QR>tZ  
    这个系统的点扩散函数: C2X$bX"  
      •    Log (Normal PSF) AmyZ9r#{  
    •    λ = 0.55 mm 3A`|$So  
    •    0.32 waves 3rd order spherical |c<h& p  
    •    EPD = 10 mm d~0k}|>  
    •    f/# = 9.68 %0y_WIjz  
    点扩散函数如下图: bgk+PQ#S-  
    ;2k!KW@  
    _A>?@3La9  
           s*g`| E{M  
    (C3:_cM5  
    系统的点扩散函数是: ;4MC/Q/  
    •     Log (Normal PSF) A$7j B4  
    •     λ = 0.55 mm sB~|V <  
    •     1 wave 3rd order spherical P]~apMi:  
    •     EPD = 13.31 mm 762c`aP_(  
    •     f/# = 7.27 (XU( e  
    点扩散函数如下图: e|-%-juI  
    iAl.(j  
    f>!H<4 ]  
    ITt*TuS 2c  
    演算 d,5,OJY2f  
    -4;$NiB?  
    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: # n_gry!5  
               Y\ C"3+I  
    (zmL MG(R  
    @'~7O4WH  
    在这个等式中变量定义如下: BzXTHFMSy  
    •     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) !*\ J4bJe  
    •     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) ]4X08Cm^  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx @'> Ul!.]  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); u]766<Z  
    •    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, ...) j=up7395  
    •   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) k9*6`w  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) <K:L.c!  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 9<|nJt  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Bo4MoSF}  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Ai*+LSG  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) G'<Ie@$6l  
    •     F == focal length(焦距 hU~up a<dD  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ?^by3\,VZ  
    d(_;@%p1X  
    比较 N|3a(mtiZ'  
    PiVp(; rtQ  
    在下图中: =e"RE/q2  
    透镜EPD=10mm x,fX mgE  
    截止频率=184lp/mm tJa*(%Z?f  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 ml1My1  
         B;A< pNT  
    u$Wv*;TT%  
    在下面的图表中: e` eh;@9p  
    透镜EPD=13.31 mm rUW/d3y  
    截止频率=250 lp/mm k++"  
    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 f5`q9w_c  
         #ULzh&yO  
    <"z9(t(V\%  
    m:W+s4!E  
    杂散光对评价函数的影响 Da)H/3ii  
    xFj<KvV[  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 vPSY 1NC5  
    Qm)c!  
    5@nv cCp  
    (,j ~s{  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Jz@2?wSp  
    aE2Yl  
     
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