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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 sXhtn' <v  
c7iu[vE'+  
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。 %{HqF>=~  
m2_&rjGz  
建立系统 <M$hj6.tn  
>Mvt;'c  
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。 QGLm4 Wl9  
`E|IMUB~  
S>"dUM  
jM7}LV1Ck  
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。 ^ MddfBwk  
         @x=CMF15  
     hG ]jm  
               EI_J7J+  
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。 G)e 20Mst  
w1KQ9H*  
D:F!;n9  
1:&$0jU&U  
{K|{a  
f a\cLC  
Iy,)>V%iZV  
RV($G8U  
19=Dd#Nf  
    
t6"4+:c!>  
分析 my} P\r.  
@e Myq1ZU  
这个系统的点扩散函数: /0\pPc*kA{  
  •    Log (Normal PSF) V2y[IeSQ  
•    λ = 0.55 mm .K93VTzy  
•    0.32 waves 3rd order spherical 9z-"JnM  
•    EPD = 10 mm ^{Vm,nAQqs  
•    f/# = 9.68 ::5-UxGL<2  
点扩散函数如下图: S_QDYnF)`  
 o _CVZ  
*PI3L/*  
       E?zp?t:a  
6%'{Cq1DE  
系统的点扩散函数是: #zQkQvAT9  
•     Log (Normal PSF) @2u<Bh}}  
•     λ = 0.55 mm k]JLk"K  
•     1 wave 3rd order spherical 8%NX)hZyq}  
•     EPD = 13.31 mm t"L:3<U7  
•     f/# = 7.27 ZHBwoC#5}  
点扩散函数如下图: ~\/ J&  
z_H2 L"Z  
:vr,@1c  
G'epsD,.bX  
演算 $ -y+97  
r" D|1  
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: 5>=tNbk"s  
           OBZ|W**N"  
I*ej_cFQ^  
YO Y+z\Q  
在这个等式中变量定义如下: ;L[9[uQ[C  
•     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) \w:u&6,0O  
•     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) kgIWgk%  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx sH]AB =_  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); {7wvC)WW  
•    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, ...) $i1A470C  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) `%Ghtm*  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Fv: %"P^  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Lr^xp,_n  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 G225Nz;Y*  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) KCFwO'  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) So^`L s;S  
•     F == focal length(焦距) <It7s1O  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Id*^H:]C#  
S3'g(+S  
比较 YUb,5Y0  
u s0'7|{q  
在下图中: 5{a( +'  
透镜EPD=10mm +m.8*^  
截止频率=184lp/mm *\WI!%  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 c #!6  
     2P ?Iu&  
0%F.]+6[O4  
在下面的图表中: qlJOb}$ I  
透镜EPD=13.31 mm F"H!CJJu&  
截止频率=250 lp/mm ehusI-q  
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 =)YYx8gR  
     ;8T=uCi  
t"p#ii a  
"T u[n\8  
杂散光对评价函数的影响
J\+gd%  
UMwMXmZNJ  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ()#tR^T  
Oc9>F\]_m  
]~Vu-@ /}  
/7@2Qc2  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: |Du13i4].&  
 Gy6 qLM  
F` 5/9?;|  
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