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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 v8y !zo'  
    [9;[g~;E%m  
    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。 0O!A8FA0  
    0B]c`$"aD  
    建立系统 b:Tv Ta  
    iOB*K)U1  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 5 D <  
    H oO1_{q"  
    4g)$(5jI}  
    Y M,UM>  
    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。 m2\[L/W]  
             "H\R*\-0  
         yTR5*{?j  
                   9yK\<6}}QH  
    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。 oi7Y?hTj  
    "uP~hFA7M  
    5p>rQq0  
    )tx2lyY:  
    cz1 m05E  
    #('GGzL6c  
    J6mUU3F9f  
    s[;1?+EI  
    p:ubj'(U05  
         ;qs^+  
    分析 ~IFafAO&  
    4xF}rm  
    这个系统的点扩散函数: [M2xF<r6t  
      •    Log (Normal PSF) OyQ[}w3o|  
    •    λ = 0.55 mm KP_7h/e  
    •    0.32 waves 3rd order spherical DFQ`<r&!  
    •    EPD = 10 mm `0`#Uf_/$  
    •    f/# = 9.68 v)aV(Oa  
    点扩散函数如下图: F8&L'@m9>  
    K_fJ{Vc>O  
    XPLm`Q|1#t  
           : cPV08i  
    7[1 VFc#tf  
    系统的点扩散函数是: ~m4 LL[  
    •     Log (Normal PSF)  ]l}bk]  
    •     λ = 0.55 mm n T7]PhJ  
    •     1 wave 3rd order spherical kyf(V)APPu  
    •     EPD = 13.31 mm XEUS)X)  
    •     f/# = 7.27 5O~;^0iC  
    点扩散函数如下图: Ckhw d  
    Y=@iD\u  
    k- exqM2x=  
    W~5gTiBZ]  
    演算 E(*S]Z[  
    p.5 *`, )  
    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: k>=wwPy  
               TA+#{q+a  
    L+G i  
    ZU`HaL$  
    在这个等式中变量定义如下: 4{h^O@*g  
    •     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) cqp^**s  
    •     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) f[q_eY  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx y!x-R !3  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Hp@cBj_@P2  
    •    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, ...) Ch]q:o4  
    •   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) Mo]iVj8~  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) +&* >FeJY  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ppu<k N  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 mhF@S@  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O]l-4X#8F  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) _zLEHEZ-  
    •     F == focal length(焦距 qc3?Aplj  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) I#xhmsF  
    *7qa]i^]  
    比较 d;a"rq@a)  
    &<) _7?  
    在下图中: xEB 4oQ5  
    透镜EPD=10mm "WqM<kLa  
    截止频率=184lp/mm NJKk\RM@7  
    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。 \rCdsN2H  
         BT(G9 Pj;  
    Xm6M s<z6  
    在下面的图表中: }'\M}YM  
    透镜EPD=13.31 mm .yb8<qs  
    截止频率=250 lp/mm vIFx'S~D  
    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 +EZr@  
         ! &V,+}>)  
    mN#&NA  
    *T{KpiuP  
    杂散光对评价函数的影响 XlGB`P>?KD  
    Lya?b  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 5;9.&f  
    6,]2;'  
    N]|U-fN\  
    +*RpOtss  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: e co=ia  
    o#IWH;ck.  
     
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