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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 eD-#b|  
    ?=>+LqP  
    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。 ;g8R4!J  
    }p=Jm)y  
    建立系统 {2qFY 5H  
    -\+s#kE:  
    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。 CF&NFSti^  
    YTAmgkF\4  
    ;V@WtZv  
    :WQ^j!9'  
    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。 ~a%Z;Aj  
             7ByTnYe~S  
         J5*tJoCYS  
                   8m5p_\&  
    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。 Q)"C&) `l  
    4B=2>k  
    W egtyO  
    !GOM5z,  
    e}mD]O}  
    )_a~} U]=.  
    Pf*^ZB%  
    $`APHjijN  
    Ok>gh2e[c  
         2#o>Z4 r{  
    分析 j0Bu-sO$w  
    "~E[)^ANxD  
    这个系统的点扩散函数:  zG+R5:  
      •    Log (Normal PSF) dG@"!!,  
    •    λ = 0.55 mm LY6;.d$J  
    •    0.32 waves 3rd order spherical BLN^ <X/  
    •    EPD = 10 mm DQMHOd7g  
    •    f/# = 9.68 Z:ni$7<.  
    点扩散函数如下图: h H <J,Wn  
    Nb?w|Ne(T  
    @vpf[j  
           (Lo%9HZ1Mx  
    -yR.<KnL  
    系统的点扩散函数是: A3vUPWdDk  
    •     Log (Normal PSF) |M8WyW  
    •     λ = 0.55 mm Mmj;'iYOwF  
    •     1 wave 3rd order spherical x??pBhJH  
    •     EPD = 13.31 mm jxiC Kx,G  
    •     f/# = 7.27 np%\&CVhN  
    点扩散函数如下图: <Gav5R c  
    y[>;]R7'  
    9k9_mjLZ  
    =81@ o,1w  
    演算 9 Yx]=n  
    UUF ;p2{f  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: GQ*wc?f3  
               [(o7$i29|%  
    h tx;8:  
    _tSAI  
    在这个等式中变量定义如下: PN0VQ/..  
    •     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) $jm>:YD  
    •     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) G+F#n6Vx  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ygeDcnvR]  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ?gJOgsHJP  
    •    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>]nK~[ka  
    •   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) ]V-W~r=  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) p`nPhk,:b  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 !1n8vzs"c  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 HODz*pI  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) qzI&<4  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ak ->ML  
    •     F == focal length(焦距 UJ0<%^f  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) -6Oz^  
    ikSF)r;*t  
    比较 $"dR SysB  
    !l|5z G  
    在下图中: 1^ _U;O:I  
    透镜EPD=10mm LUH"  
    截止频率=184lp/mm H~GQ;PhRx  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 MS>t_C(  
         *5 |)-E  
    )'/|)  
    在下面的图表中: Rp*R:3 C  
    透镜EPD=13.31 mm NM]s8cK_  
    截止频率=250 lp/mm BYTnrPA&Z;  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm ix W@7m  
         wj[\B*$?  
    NB\{'  
    CNQC^d\ h  
    杂散光对评价函数的影响 pWPIJ>2G:  
    Ct2j ZqCDo  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 zUkN 0  
    j=*l$RG  
    t<T[h2Wd  
    U7!.,kR-  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: AZzuI*  
    P&j (,7  
     
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