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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 C 7YZ;{t  
\i}n1Qd  
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。 x:O?Fj  
97e fWYj  
建立系统 [ECSJc&i  
R:x4j#(  
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。 tfvX0J  
zFqH)/  
3 zp)!QJi  
nZhL  
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。 .JZoZ.FAb  
         "2)<'4q5)  
     <w(UDZ  
               _\>?.gg$  
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。 %YM4x!6  
gfw,S;  
OljUK,I]  
OqtQLqN  
W*e6F?G  
!m^;Apuy  
mQtGE[  
;hJTJMA6/6  
2)h i(  
    
BJ<hP9 #  
分析 rXuhd [!(P  
)TFaG[tj  
这个系统的点扩散函数: YvHP]N{SA'  
  •    Log (Normal PSF) mS6 #\'Qa  
•    λ = 0.55 mm kih;'>H<  
•    0.32 waves 3rd order spherical ZOK2BCoW  
•    EPD = 10 mm YH&`+ +  
•    f/# = 9.68 (Ybc~M)z  
点扩散函数如下图: wAkpk&R  
AcyiP   
[94A?pn[z  
       ]Vo;ZY_\  
m{x[q  
系统的点扩散函数是: z J93EtlF  
•     Log (Normal PSF) ?<]BLkx  
•     λ = 0.55 mm (BEGt '7  
•     1 wave 3rd order spherical <w` R ;  
•     EPD = 13.31 mm qxf!]jm  
•     f/# = 7.27 B^P)(Nu+  
点扩散函数如下图: 4Pe%*WTX  
@AaM]?=P{  
E?z3 D*U  
t*m04* }  
演算 *9y)B|P^  
q,F\8M\$  
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: f <fa +fB  
           Q&@Ls?pu  
zUXQl{  
&YGd!Q  
在这个等式中变量定义如下: $~!%Px)  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) F{0Z  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) d&4 ve Lu  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx LQ`s>q  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); X0Y1I}gD  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) <{ GpAf8-  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ?1*Ka  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) d00#;R  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Y#S<:,/sb?  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ;{EIx*<d  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) "XlNKBgM  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) n/6#rj^$  
•     F == focal length(焦距) Q^prHn*@  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) |tIr?nXSW3  
C]414Ibi  
比较 < aJl i   
x? tC2L  
在下图中: _8A  
透镜EPD=10mm U$v|c%6  
截止频率=184lp/mm #%N v\ g;  
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。 r+n0M';0  
     kH~ z07:  
_HF66)X7  
在下面的图表中: _;!7:'J  
透镜EPD=13.31 mm FlGU1%]m  
截止频率=250 lp/mm "5 ;fuM1  
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 3}dTbr4y  
     WJWi'|C4  
\~ m\pf?  
s|F}Abx,^  
杂散光对评价函数的影响
mSLA4[4{  
NIgqdEu1  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 8C]K36q  
h ` qlI1]  
>*s_)IH2  
zU7co.G  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: E|{(O  
Em)U`"j/9  
yN[aBYJx,M  
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