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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    光币
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-07
    描述 q7)]cY_  
    Qw{\sCH>  
    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。 f:JYG]E&  
    W?4&lC^G  
    建立系统 qxecp2>U  
    R~x;X3  
    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。 2yCd:wg  
    #h #mOJ5  
    +QCU]Fozk  
    ~ (l2%(3G  
    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。 7-G'8t  
             |GVGny<  
         5@r_<J<>  
                   E&T'U2  
    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。 edImrm1f  
    m_PrasZ>  
    YiQeI|{oN  
    6S+K*/w  
    ;?HZ,"^I  
    C^8)IN=$  
    \4`saM /x  
    &d|VH y+  
    0[$Mo3c+'  
         9-Nq[i"  
    分析 >w]k3MC  
    YCLD!S/?  
    这个系统的点扩散函数: hAxuZb7 ?  
      •    Log (Normal PSF) w'zO(6 `  
    •    λ = 0.55 mm Dry;$C}P  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Ymk4Cu.s  
    •    EPD = 10 mm uYFcq  
    •    f/# = 9.68 6UzT]"LR;  
    点扩散函数如下图: Z+h7 0,|  
    65`'Upu  
    n[cyK$"  
           zN8V~M;  
    {p lmFV  
    系统的点扩散函数是: ;P0Y6v3  
    •     Log (Normal PSF) }9+1<mT9a/  
    •     λ = 0.55 mm j5VRv$P  
    •     1 wave 3rd order spherical ,h(f\h(9  
    •     EPD = 13.31 mm )zc8bS  
    •     f/# = 7.27 MF`k~)bDV  
    点扩散函数如下图: Xw}Y!;<IEu  
    (a)@<RF`Q}  
    :]z-Rz  
    y\f8Ird  
    演算 )hZ}$P1  
    z1@sEfk>  
    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: .X=M !  
               5P t}  
    B| 0s4E  
    $>rfAs!  
    在这个等式中变量定义如下: ka9v2tE\  
    •     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) &+w!'LSaD  
    •     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) *d,n2a#n5  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx F>_lp,G   
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); !L.z4n,n+  
    •    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, ...) OD@A+"  
    •   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) n)?F 9Wap  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) &#b>AAx$2Y  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ~\s &]L  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 XJ1nhE  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) A)p! w aG  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) uY%3X/^j  
    •     F == focal length(焦距 <x;[ H%  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) YU\t+/b  
    _2n/vF;I+_  
    比较 G C#95  
    J<$'^AR9"q  
    在下图中: "BNmpP  
    透镜EPD=10mm Yw1q2jT  
    截止频率=184lp/mm {ZYCnS&?CL  
    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。 {Ll8@'5  
         `3s-%>  
    Nn4Kt,KY  
    在下面的图表中: :7;Iy u  
    透镜EPD=13.31 mm McI4oD~"  
    截止频率=250 lp/mm ;8xn"G0}a  
    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 ~hw4gdtS  
         fq!6#Usf;i  
    eOmxA<h  
    7Sv5fLu2  
    杂散光对评价函数的影响 WaK{/6?T,  
    >0okb3+  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 z+B  
    `2~Ea_Z  
    lVBy&f  
    /OtQk -E  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ]vyF&`phb  
    Oua/NF)  
     
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