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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 0p}D(m2B  
    m4l& eEp  
    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。 ei[j1F  
    9E>|=d|(d  
    建立系统 9|gr0&#~j  
    sWc*5Rt  
    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。 G'ei/Me6{  
    42(Lb'G  
    rFj-kojg  
    $4 S@  
    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。 zU gE~  
             U<_3^  
         )\J+Kiy)  
                   \ b?" b  
    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。 c*L0@Ak%  
    'kL#]  
    .ZVUd84B  
    uF9C -H@:  
    0"\H^  
    &h^9}>rVjV  
    hog=ut  
    GS a [ oh  
    [BqHx5Xz(  
         FtfKe"qw  
    分析 7!EBH(,z  
    $m].8?  
    这个系统的点扩散函数: 8&?s#5zA  
      •    Log (Normal PSF) x7jC)M<k0  
    •    λ = 0.55 mm / zB0J?  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 1DE<rKI  
    •    EPD = 10 mm QgU8 s'e  
    •    f/# = 9.68 J;{N72  
    点扩散函数如下图: QxVq^H  
    $c:ynjL|P-  
    \Zqng  
           [z`31F  
    M<.d8?p )  
    系统的点扩散函数是: jV>raCK_  
    •     Log (Normal PSF) [y'f|XN  
    •     λ = 0.55 mm 3=FZ9>by  
    •     1 wave 3rd order spherical K;>9ZZtl  
    •     EPD = 13.31 mm .TND  a&  
    •     f/# = 7.27 LcB]Xdsa(  
    点扩散函数如下图: >VP= MbN  
    jkiFLtB@V  
    fPn>v)lN{  
    tD(7^GuR  
    演算 KxYwJ  
    )vjh~ybZ  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 6:Ch^c+IZ  
               Z&1T  
    :km61  
    V5sg#|&  
    在这个等式中变量定义如下: i'H/ZwU  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) _=Z,E.EN  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) JJ}0gZ   
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx <>s`\ %  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 4zev^FR  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) P7nc7a  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) P&9Gga^I  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) s \;"X  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 yj;sSRT  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 J&[@}$N  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) !MYSfPdS  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) cC=[Saatsf  
    •     F == focal length(焦距 A+SE91m  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 'Jt]7;04p  
    W-x?:X<}  
    比较 Gn|F`F  
    uD1e!oU  
    在下图中: 4L ;% h  
    透镜EPD=10mm $@^pAP   
    截止频率=184lp/mm Hyb3 ;yQ  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 \>jLRb|7Ts  
         ;> _$`  
    OMWbZ>jB  
    在下面的图表中: P3cRl']  
    透镜EPD=13.31 mm //T>G_1  
    截止频率=250 lp/mm T]t+E'sQ  
    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 C8[&S&<_<  
         -yE/f2PgQ  
    f!oT65Vmi  
    =Z P%mW&;}  
    杂散光对评价函数的影响 Ge-CY  
    W3IpHV  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 "^w]_^GD$d  
    6l5:1|8b,!  
    ,4zmb`dP<  
    ;A|-n1e>Hc  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 4{hps.$?~  
    YVYu:}e3)  
     
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