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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 I;XM4a  
{Vu=qNx  
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。 r3Ol?p  
YMw,C:a4  
建立系统 >7WT4l)7!b  
L[zTT\a  
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。 OFo hyy(  
Ue9d0#9  
3mo<O}}  
mCnl@  
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@3'I  ;  
         KYTXf+oh  
     _oZ3n2v}@  
               MTwzL<@$  
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。 htYfIy{5w  
P=}l.R*1G  
}D1? Z7p  
%Ok#~>c  
"A[. 7w  
p_xJ KQS  
MZ)lNU l  
 \&d1bq  
Ks3YrKk;p  
    
Y3|_&\ v6  
分析 LI-ewea  
GB+$ed5@<  
这个系统的点扩散函数: 9F3aT'3#!  
  •    Log (Normal PSF) ^d>m`*px  
•    λ = 0.55 mm *[>{ 9V  
•    0.32 waves 3rd order spherical Cno[:iom  
•    EPD = 10 mm <DqFfrpc  
•    f/# = 9.68 Urw =a$  
点扩散函数如下图: Zc";R!At  
>]B_+r0m^  
FS7D  
       bz:En'2>F  
e<DcuF<ZS  
系统的点扩散函数是: &gh>'z;`r  
•     Log (Normal PSF) jz3f{~   
•     λ = 0.55 mm h1'm[Y  
•     1 wave 3rd order spherical dM"5obEb  
•     EPD = 13.31 mm 0}Kyj"-3  
•     f/# = 7.27 :S`12*_g"  
点扩散函数如下图: k-4z2qB  
O>*Vo!z\f  
"SuG6!k3  
ga'G)d3oS  
演算 ^K<!`B  
akj#.aYk  
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: )REegFN@  
           iqF|IVPoi  
s_Z5M2o  
W T @XHwt  
在这个等式中变量定义如下: ;<MHl[jJD  
•     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) 3?k<e  
•     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) 6R2F,b(_  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx (\'lV8}U  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); &G-dxET]  
•    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, ...) c r18`xU  
•   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) >TGc0 z+  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ,=pn}\ R  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 B0g?!.#23  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 2 9z@ !  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Dl?:Mh  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 7OPRf9+o  
•     F == focal length(焦距) ?:5/4YC  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) WK#c* rsij  
Ix@nRc'  
比较 yJw.z#bB#  
(nkiuCO  
在下图中: p`"Ic2xPJ  
透镜EPD=10mm F${}n1D  
截止频率=184lp/mm &`'@}o>2  
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。 -LFk7a  
     z  +c8G  
iII%!f?{[  
在下面的图表中: (76tYt~I=  
透镜EPD=13.31 mm ^ %1u3  
截止频率=250 lp/mm ND3|wQ`M0  
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 WxJaE;`Ige  
     ;e2D}  
@E> rqI;`  
^C2SLLgeJ  
杂散光对评价函数的影响
y?iW^>|?L=  
Q}^qu6  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 dA#'HMh@  
{(d 6of`C_  
ziQ&M\  
@6y)wA9Yx  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: .| :R#VW  
ACEVd! q  
5z.Y}  
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