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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 `#IT24!  
    `*uuB;  
    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。 *y[~kWI  
    -Z\UYt  
    建立系统 TZ[F u{gZ  
    r*  
    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。 U_zpLpm^  
    *$WiJ3'(m  
    b`;b}ug  
    h} b^o*  
    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。 $48[!QE  
             [{.\UkV@  
         se*pkgWbz  
                   Wpg?%+Y  
    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。 sN[@mAoH  
    &caO*R<#J}  
    N#xM_Mpt  
    A%sxMA!K,  
    K\%"RgF@&  
    ZP G8q  
    ud~VQXZo  
    0,i+  
    Y9(i}uTi  
         1J!tcj1(  
    分析 hzf}_1  
    Z!5m'yZO  
    这个系统的点扩散函数: Zqe[2()  
      •    Log (Normal PSF) ^Qb!k/$3y  
    •    λ = 0.55 mm Pq_ApUZa  
    •    0.32 waves 3rd order spherical |RbUmuj  
    •    EPD = 10 mm _o=`-iy9  
    •    f/# = 9.68 4j=@}!TBt  
    点扩散函数如下图: X|QX1dl  
    5x L,~"  
    f"}14V  
           iz|9a|k6x  
    oR%E_g?mI~  
    系统的点扩散函数是: A<G ;  
    •     Log (Normal PSF) P$#}-15?|_  
    •     λ = 0.55 mm R/KWl^oNj  
    •     1 wave 3rd order spherical ywa.cq  
    •     EPD = 13.31 mm g5TLX &Bd  
    •     f/# = 7.27 u[% J#S  
    点扩散函数如下图: 4dD@lG~  
    q~A|R   
    0z2R`=)  
    u+i/CE#w  
    演算 w `9GygS  
    *~aI>7H  
    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: }v|[h[cZ  
               L[9+xK^g  
    j2&OYg  
    :\HN?_?{4  
    在这个等式中变量定义如下: oFx gR9  
    •     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) @X / =.  
    •     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) fJN9+l  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 7Bb@9M?i  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); uZ{xt6 f  
    •    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, ...) |D_n4#X7u  
    •   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) 7!d<>_oH  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) KHC(MdZ  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 0|3B8m  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 PYRwcJ$b\d  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 4xC6#:8  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) F u=VY{U4  
    •     F == focal length(焦距 zqEZ+|c=  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ^K@ GK  
    mgl' d  
    比较 FH@e:-*=  
    78}%{7YY  
    在下图中: ToCfLJ?{  
    透镜EPD=10mm z:q'?{` I  
    截止频率=184lp/mm d=Ihl30m  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 zCN;LpbEJY  
         S6Xw+W02  
    S%%qn  
    在下面的图表中: W;j)ux7jMY  
    透镜EPD=13.31 mm bJu,R-f  
    截止频率=250 lp/mm A}+r;Y8[h  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm T%b^|="@  
         )FiU1E  
    ?q8g<-?  
     6}ewBAq%  
    杂散光对评价函数的影响 |[t=.dK%  
    Lgw@y!Llij  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 iw6M3g#  
    x~I1(l7r  
    '<j p.sZQ  
    _ 25]>D$  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: trA `l/  
    Tl{r D(D  
     
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