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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 qSR? ,G  
    (NM6micc  
    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。 rr)9Y][l}  
    'ucGt  
    建立系统 4)E|&)-fu8  
    cUNGo%Y  
    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。 iBS0rT_  
    L77EbP`P  
    `%%?zgY  
    v0u\xX[H;  
    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。 h^v9|~ZJ'7  
             -g<cinNSp  
         X -v~o/r7  
                   |zb`&tv}  
    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。 fX""xT NPi  
    }`4K)(>4nG  
    jvWI_Fto  
    :;<\5Oy ^  
    @n>{&^-c  
    tgK x4  
    b_ypsGE]5!  
    4%%B0[Wo_O  
    0|GpZuGO9  
         oq243\?Y  
    分析 U* 4{"  
    q?1yE@th  
    这个系统的点扩散函数: o\:$V   
      •    Log (Normal PSF) 9ec0^T  
    •    λ = 0.55 mm GPMrs)J*!  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 17|@f  
    •    EPD = 10 mm `)LIVi"(D  
    •    f/# = 9.68 ?C FS}v  
    点扩散函数如下图: CN-4-  
    $e>/?Ss  
    4@= aa  
           d RHlx QUn  
    HqB|SWyK  
    系统的点扩散函数是: 9N<*S'Z  
    •     Log (Normal PSF) 6xyY+  
    •     λ = 0.55 mm }z8{B3K  
    •     1 wave 3rd order spherical R9bhC9NP  
    •     EPD = 13.31 mm }FHw" {my  
    •     f/# = 7.27 _F3KFQ4,S-  
    点扩散函数如下图: /cM 5  
    'n>EEQyp'  
    S3b|wUf  
    omNpE_  
    演算 >7"$}5d  
    4,gol?a  
    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: 7&=-a|k~  
                4c  
    v/]Qq  
    te4F"SEf  
    在这个等式中变量定义如下: r[6#G2  
    •     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) c6f|y_ 2  
    •     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) |*Of^IkG0  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx n9N#&Q"7m  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); \I'f3  
    •    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, ...) =U=e?AOG2  
    •   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) (s5<  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) U? {'n#n 5  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 <j{0!J@:  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 +Gk! t]dy  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) \8=e |a5`  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) c*Eok?O  
    •     F == focal length(焦距 F_ ,L 2J  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 0m]~J_   
    x%_qJ]o  
    比较 5{8x*PSl  
    $o/0A  
    在下图中: W`w5jk'0^=  
    透镜EPD=10mm -q'xC:m  
    截止频率=184lp/mm Vf"O/o}hq,  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 {E;2&d  
         z0\;m{TH  
    e} sc]MTM  
    在下面的图表中: oq=?i%'>  
    透镜EPD=13.31 mm ,Wz[tYL*  
    截止频率=250 lp/mm fO[Rf_  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm Y1$#KC  
         t-.2 +6"\  
    MV Hz$hyB  
    y%{*uH}SL  
    杂散光对评价函数的影响 Z}sG3p  
    1mT|o_K{ T  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 h5LJij J  
    0C lX  
    9\AEyaJFZ  
    3X88x-3  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: \e`6=Q%  
    Sf+(1_^`t  
     
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