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infotek 2021-08-02 10:23

MTF计算

描述 `.8#q^  
Gaxa~?ek  
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。 [J6 b5  
O)i]K`jk  
建立系统 | *J-9  
J4;F k  
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。 jQ[M4)>_k`  
^&-H"jF  
^S'tMT_  
WCPl}7>  
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。 A}cGag+sp  
         N2_9V~!  
     999E0A$dkv  
               5{uK;Vxse  
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。 U& < Nhh  
QC\][I>  
,J0BG0jB^u  
F&I ;E i  
I N'a5&..  
:x<'>)6  
;uazQyo6  
Cw_XLMY%V1  
CN"hx-f  
    
vHz]-Q-|9  
分析 @^';[P!  
#=hI}%n  
这个系统的点扩散函数: <_tkd3t#W  
  •    Log (Normal PSF) g, %xGQ4+  
•    λ = 0.55 mm *Tt*\ O  
•    0.32 waves 3rd order spherical i@C$O.m(  
•    EPD = 10 mm URFp3qE  
•    f/# = 9.68 $"/xi `  
点扩散函数如下图: "7k 82dw  
4,|A\dXE  
u{o!#_o64  
       JM@}+pX  
AGN5=K*D  
系统的点扩散函数是: 1*"t-+|  
•     Log (Normal PSF) ?T(>!m  
•     λ = 0.55 mm T&]J3TFJ  
•     1 wave 3rd order spherical -K_p? l  
•     EPD = 13.31 mm z|V5/"  
•     f/# = 7.27 %dMP}k/  
点扩散函数如下图: uWYI p\NN  
@L-3&~=  
@KhDQ0v]5  
Eo$7W5h J  
演算 L.uX  
x)SW1U3TVx  
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: 9aR-kcvJIJ  
           Qv%"iSe~J  
]S6`",+)<f  
AAr[xo iYp  
在这个等式中变量定义如下: DJ)z~W2I*  
•     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) -o8H_MR  
•     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) `!.)"BI/s  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx GN4'LU  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); d_j% ,1-#  
•    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, ...) X4:\Shb97  
•   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) f;C*J1y  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 4E`y*Hmzy+  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 }hralef #N  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 (RR:{4I  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ^ 2"r't  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) G`B e~NU  
•     F == focal length(焦距) p9;Oe,Il  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) eC^UL5>%  
hE41$9?TJ  
比较 NW'rqgG  
GHaOFLY  
在下图中: 9+G.86Iky  
透镜EPD=10mm ieN}Ajl2  
截止频率=184lp/mm OSk+l  
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。 O\h*?, )  
     9Ij=~p]p  
@_Ko<fKSX  
在下面的图表中: `.dX@<  
透镜EPD=13.31 mm }Km+5'G'U  
截止频率=250 lp/mm YRXXutm  
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 hjVct r  
     jP?YV  
Zl69d4vG  
I%]~]a  
杂散光对评价函数的影响
\Kp!G1?_AY  
B? $9M9  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 &_-,Nxsf  
UQ;ymTqdc  
/;7\HZ$@/  
3;@/`Z_\lt  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: UEZnd8  
cFcn61x-  
&b[ .bf  
f}JiYZ  
AJ_''%$I3:  
QQ:2987619807 I}djDtJ  
lmx0321 2021-08-02 15:28
感谢分享,学习一下
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