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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 cy6lsJ"?  
    cR0OJ'w  
    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。 e{"r3*  
    ;MH<T6b  
    建立系统 drr n&y  
    A+:X  
    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。 t69C48}15  
    ,'E+f%  
    ]26 Q*.1~  
    ,W!v0*uxp&  
    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。 9 ^G. ]W]  
             ?%RN? O(  
         *C (/ 2  
                   $i^#KZ}-WK  
    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。 {b<;?Dus^  
    9F&s9(=\  
    1I{^]]qw  
    e95x,|.-_  
    ,'KQFC   
    t=IpV l!  
    a=m7pe ^  
    d'4^c,d  
    'k?%39  
         \,b@^W6e>  
    分析 COF_a%  
    )_vE"ryThA  
    这个系统的点扩散函数: PW[NW-S`c  
      •    Log (Normal PSF) ^WZcM#~TL  
    •    λ = 0.55 mm v7i5R !  
    •    0.32 waves 3rd order spherical OqaVp/,  
    •    EPD = 10 mm =sR]/XSK  
    •    f/# = 9.68 w;RG*rv  
    点扩散函数如下图: kFJ sB,2-  
    $<y10DfO  
    mr`Lxy9e  
           3kl<~O|Fs  
    Z`?Z1SBt  
    系统的点扩散函数是: 80p?qe  
    •     Log (Normal PSF) ^sWsP`DV  
    •     λ = 0.55 mm yK$.wd 2,  
    •     1 wave 3rd order spherical 9vAY|b^  
    •     EPD = 13.31 mm W' DpI7  
    •     f/# = 7.27 _* xjG \!  
    点扩散函数如下图: Y55Yo5<j/+  
    lcv&/ A  
    F|eKt/>e  
    \Kx@?,  
    演算 9WJS.\G^  
    t3~ZGOn  
    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: O[N}@%HMW  
               !L+4YA  
    I$#B#w?!$r  
    b V)mO@N~w  
    在这个等式中变量定义如下: 0={@GhjApL  
    •     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/K7}  
    •     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) HG1)q\Xd  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx DE{tpN  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); muAI$IRR   
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) y%y F34  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) pwiXA{  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) +YL9gNN>P  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 P4M*vZq)  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 [<HU ~PP  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) x >u \  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) k *a?Ey$  
    •     F == focal length(焦距 %Fh*$gzh*5  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) #B;~i6h]  
    h)W?8XdM  
    比较 $R\D[`y|  
    ,[64$=R8  
    在下图中: :YZqrcr}  
    透镜EPD=10mm ?B)jnBh|  
    截止频率=184lp/mm 9q?\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。 6D[m}/?Uy  
         _K4Igq  
    #~&SkIhBE  
    在下面的图表中: W[5a'}OV  
    透镜EPD=13.31 mm ;1S~'B&1Q  
    截止频率=250 lp/mm  H %Cb  
    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 $ BEIG@qG  
         X1 A~#w>  
    (<= &#e?  
    x*8lz\w  
    杂散光对评价函数的影响 Js`xTH'  
    2D5S%27,  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 B.wRZDEvc  
    @Axwj   
    Im NTk  
    *, /ADtL  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: FME&v Uh/  
    {uurM` f}:  
     
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