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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 DD|%F  
(LRv c!`"  
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。 zmf5!77  
)Ah  
建立系统 +2B{"Czm  
'_r|L1  
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。 `W?aq]4x5  
-1S+fUkiK/  
Xj+1]KRN  
j=dHgnVvj  
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。 9eGM6qW\_  
         y @Y@"y  
     4p>@UB&U  
               )/bt/,M&}  
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。 yW|yZ(7  
gl.P#7X  
<LZvG IMl  
t ~U&a9&Z  
,O 3"r;  
cy^6g? ew  
>\} 2("bv  
RJF1~9  
faD(, H  
    
./5|i*ow  
分析 X_Y$-I$qd  
\)y5~te*  
这个系统的点扩散函数: A{9Hm:)  
  •    Log (Normal PSF) ?h K+h.{  
•    λ = 0.55 mm b*dRNu  
•    0.32 waves 3rd order spherical VC>KW{&J0  
•    EPD = 10 mm @WBy:gV"  
•    f/# = 9.68 C"IPCJYn  
点扩散函数如下图: G*ym[  
i7e{REBXb  
q+gqa<kM  
       vWe)cJ  
W.zA1S  
系统的点扩散函数是: _u{D#mmO  
•     Log (Normal PSF) V%e'H>EC  
•     λ = 0.55 mm H -.3r  
•     1 wave 3rd order spherical HOykmx6$  
•     EPD = 13.31 mm n8zUL1:R  
•     f/# = 7.27 JWMIZ{/M  
点扩散函数如下图: _a15R/S  
m>zUwGYEu  
v{?9PRf\s  
I|Z5*iXqCm  
演算 cQ3Dk<GZ  
"-ZuH   
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: -k$rkKHZ(  
           eg?vYW  
C/!2q$  
B Sb!{|]  
在这个等式中变量定义如下: PcUi+[s;x  
•     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) : ]CZS  
•     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) /wCP(1Mw  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ;K$E;ZhPN  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Q$kSK+ q!  
•    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, ...) N^mY/`2  
•   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) G;fP  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ua4QtDSs  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 $G*$j!  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 >K50 h  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) V)N9V|O'  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) *e_ /D$SC  
•     F == focal length(焦距) Rq4\~F?  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) l Fzb$k}_{  
Q6.},o  
比较 U6.$F#n  
<bGSr23*  
在下图中: 3b#KrN'  
透镜EPD=10mm j24BB}mBB  
截止频率=184lp/mm H~||]_q|  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 X*%KR4`  
     G9Xrwk<g4  
_h@e.BtDs  
在下面的图表中: YM1@B`yWE  
透镜EPD=13.31 mm "'6KQnpZ  
截止频率=250 lp/mm @BW~A@8  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm Y#?Sqm(  
     lv$tp,+  
[[[p@d/Y  
#MOEY|6  
杂散光对评价函数的影响
5 ^f>L2  
mjB%"w!S  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Nz5gu.a6{L  
kCN9`9XI{  
'H*S-d6V  
q1NAKcA<U  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: &:'Uh W-t  
;znIY&Z  
j>?c]h{-  
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