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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 05mjV6j7m  
    wfQ 6J0  
    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。 Z~o6%_xe  
    Amf gc>eJ  
    建立系统 37DyDzW)'  
    hPa:>e  
    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。 ~ztsR;iL  
    m$ZPQ0X  
    <(dHh9$~  
    n}MW# :eJe  
    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。 *2ZX*w37  
             Hn5:*;N  
         >M{=qs  
                   n`Pwo &  
    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。 )$XW~oA'  
    j:# wt70  
    Eg&xIyRmm  
    ES[H^}|Gi  
    ;*^2,_  
    )?#*GMWU  
    3-z; pk  
    {3F;:%$`c  
    3 f=_F  
         ?.d6!vA  
    分析 w Q /IT}-  
    n,hl6[OL7  
    这个系统的点扩散函数: Gf'qPLK0  
      •    Log (Normal PSF) % UDz4?zx  
    •    λ = 0.55 mm 'NyIy:  
    •    0.32 waves 3rd order spherical | +osEHC  
    •    EPD = 10 mm `)Z"||8K  
    •    f/# = 9.68 ocCq$%Ka  
    点扩散函数如下图: ME"B1 Se\  
    @v^;,cu'8  
    84v7g`lrR  
           ]hNio6CVm  
    EXDZehLD<]  
    系统的点扩散函数是: npC:SrI%  
    •     Log (Normal PSF) FCL7Tn  
    •     λ = 0.55 mm U$+EUDFi3_  
    •     1 wave 3rd order spherical q1!45a  
    •     EPD = 13.31 mm 7kX;|NA1  
    •     f/# = 7.27 ;}v#hKC~  
    点扩散函数如下图: qxKW% {6o  
    coa+@g,w7#  
    lrq u%:q  
    84g$V}mp  
    演算 a"7zz]XO2  
    4&b*|"Iw  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: a;a^- n|D  
               m)"gj**|y  
    {m%]`0  
    %d-|C.  
    在这个等式中变量定义如下: J @eu ]?h  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Kvx~2ZMx6  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) .V~z6  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx }7?n\I+n"  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); n hT%_se4  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) @ sLb=vb  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) z~8`xn,  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) -rg >y!L  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 :wWPEhK  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 N@}5Fnk-  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) (*qMs)~]B  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) MZJ@qIg[Y  
    •     F == focal length(焦距 &+0WZ#VI  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) O_vCZW a3  
    @fz0-vT,  
    比较 m9~cQ!m  
    73C7g< Mx  
    在下图中: :$k] ;  
    透镜EPD=10mm B\WIoz;'  
    截止频率=184lp/mm V46=48K.  
    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。 -hy`Np  
         0eJqDCmH  
    +\s32o zg  
    在下面的图表中: Dx1f< A1  
    透镜EPD=13.31 mm E ^ub8  
    截止频率=250 lp/mm hCpX# rg?  
    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 LIah'6qR  
         py-5 :g}d  
    9:\#GOg  
    U5[,UrC  
    杂散光对评价函数的影响 )By #({O  
    6h5DvSO  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ?aMd#.&  
    8PRKSJ[@K  
    tBB\^xq:  
    P3e}G-Oz  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ta;q{3fe  
    $u"*n\k>  
     
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