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infotek 2021-08-02 10:23

MTF计算

描述 mOgx&ns;j  
^2P;CAjj-  
FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 bi,rMgW  
}d$vcEI$3  
建立系统 Va&KIHw  
uBV^nUjS"m  
这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 Bx_8@+  
j>0SE  
gqKC4'G0  
Z.Lx^h+U  
光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ant-\w> }  
         .T[!!z#^  
     ]&; G\9$y  
               u^;sx/  
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。 ]*t*/j;N  
u:p:*u_^I  
BUboP?#%)  
~j\;e  
CgaB)`.  
k N uN4/  
JRcuw'8+q  
%u<&^8EL+#  
'ocwXyP,  
    
F\YcSDM  
分析 gGceK^#  
mDe+ M {/  
这个系统的点扩散函数: Yn?2,^?N  
  •    Log (Normal PSF) %K/G+  
•    λ = 0.55 mm '8((;N|I^  
•    0.32 waves 3rd order spherical 8M5!5Jzv  
•    EPD = 10 mm 8#d99dOe  
•    f/# = 9.68 C'xU=OnA8  
点扩散函数如下图: cfQh  
z;Gbqr?{{  
'+GVozc6c"  
       /(z0I.yE  
h)aWerzL  
系统的点扩散函数是: /s-jR]#VA  
•     Log (Normal PSF) cC(ubUR  
•     λ = 0.55 mm Q?I"J$]&L  
•     1 wave 3rd order spherical hBs>2u|z9  
•     EPD = 13.31 mm 4YB7og%P  
•     f/# = 7.27  Cq~ah  
点扩散函数如下图: 5i wikC=y  
8[{0X4y3  
<aQ; "O~   
Dk. 9&9mz  
演算 bx%hizb  
?yd(er<_f  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 3:CQMZ|;@  
           V.G9J!?<P  
Duo#WtC  
D2wgSrY  
在这个等式中变量定义如下: qS[p|*BL  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) P*qNRP%  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) sou$qKoG01  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ezNE9g  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); b~jvmcr  
•    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, ...) \t~u : D  
•   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) wW)&Px n  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) H:nu>pz t  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 PezWc18  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256   } k%\  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) N#6A>  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) [HZCnO|N  
•     F == focal length(焦距) a\ 2Myj  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) K Lv  
3YNkT"~T  
比较 *fy`JC  
T`2fPxM:cZ  
在下图中: k:uuJ|  
透镜EPD=10mm ez<wEt S  
截止频率=184lp/mm aPP<W|Cmo2  
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。 HjY-b*B  
     Iy 8E$B;  
e4_aKuA  
在下面的图表中: pQ2)M8 gf  
透镜EPD=13.31 mm Q*J ~wuE2  
截止频率=250 lp/mm ?lw[  
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 QvQf@o  
     E*b[.vUp  
igbb=@QBJ  
zSM7x  
杂散光对评价函数的影响
nQYS{`hk  
71 m-W#zyA  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 es(LE/`e  
#dm@%~B{.  
KUqS(u  
,,j=RG_  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: wyhf:!-I  
l8d%hQVqT  
a} fS2He  
i3WmD@  
6V?&hq&t  
QQ:2987619807 )mO;l/,0  
lmx0321 2021-08-02 15:28
感谢分享,学习一下
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