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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 BXaA#} ;e  
    J& +s  
    FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 P@p(Y2&~g  
    }?#<)|_5  
    建立系统 a |32Pn  
    RP7e)?5$s  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 oKz|hks[6  
    6CLrP} u  
    d37l/I  
    ]~87v  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 6t TLyI$+  
             +XJj:%yt  
         Mvrc[s+o  
                   s9~W( Wi  
    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。 RqXcL,,9  
    LCRreIIgZ  
    z*l3O~mZ  
    U{RW=sYB~9  
    ;) 5d wq  
    7h<Q{X<A  
    >yg mE`g  
    AASw^A3p  
    ,!|/|4vh  
         2K!3+D"  
    分析 II)\rVP5  
    -$?xR](f  
    这个系统的点扩散函数: U'UV=:/-  
      •    Log (Normal PSF) ^T)HRT-k  
    •    λ = 0.55 mm d%81}4f:  
    •    0.32 waves 3rd order spherical O!lZ%j@%  
    •    EPD = 10 mm r{$ip"f  
    •    f/# = 9.68 qWHH% L;  
    点扩散函数如下图: '73dsOTIT  
    Y;p _ff  
    k)b}"' I  
           *.r i8  
    ]=2Ba<)m  
    系统的点扩散函数是: )(9>r /bq  
    •     Log (Normal PSF) 4Ucg<Z&%  
    •     λ = 0.55 mm vJ7I [Z  
    •     1 wave 3rd order spherical  VD;Ot<%  
    •     EPD = 13.31 mm nY'0*:'u  
    •     f/# = 7.27 ,_r"=>?@  
    点扩散函数如下图: rBkLwJ]  
    5CueD]  
    ~_QZiuq&  
    M3odyO(  
    演算 'LpJ:Th  
    ~jH@3\ ?-  
    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: '~VKH}b  
               84DneSpHsp  
    F.HD;C-;(  
    ?!U=S=8  
    在这个等式中变量定义如下:  Mhm3u  
    •     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) j5|_SQOmt  
    •     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) Uy5IvG;O+  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx HlqCL1\<  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); #25Z,UU  
    •    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, ...) Al09R,I;  
    •   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) ;3U-ghj  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Sav]Kxq{  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 lTv I;zy  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 zIi|z}WJ  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) $\Bzp<SN`  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 81eDN6 M\  
    •     F == focal length(焦距) dQYb)4ir  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) --d<s  
    .mn`/4  
    比较 AV Gu*  
    cTCo~Pk4  
    在下图中: }=z_3JfO  
    透镜EPD=10mm 'C8VD+p  
    截止频率=184lp/mm K]Q#B|_T  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 "XT7;!  
         L{jJDd  
    rmu5K$pl  
    在下面的图表中: NZdjS9  
    透镜EPD=13.31 mm J 05@SG':  
    截止频率=250 lp/mm XAW$"^p  
    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 p~6/+ap  
         'A;G[(SYy  
    y  >r7(qg  
    K*&M:u6E  
    杂散光对评价函数的影响 QO0}-wZR  
    5ppOG_  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 f.JZ[+  
    Zk4Hs%n  
    Oi AZA<  
    e:fp8 k<  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: )uC],CbW{  
    V>ML-s9  
     
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