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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 k-{<=>uM  
 D 'Zt  
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。 HEM9E&rL  
vG"=h%  
建立系统  _ "VkGG  
/ :n#`o=;  
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。 Kiu_JzD  
9uA>N  
EpX&R,Rxk  
Nu?-0>  
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。 n4#;k=mA  
          O2%?  
     (j3xAA  
               ,^. 88<  
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。 3 C<L  
l.NEkAYPmH  
G%W8S \  
j?x>_#tIY  
<,e+ kL{  
ub\MlSr  
In<n&ib  
Gf<'WQ[  
YLzx<~E4a  
    
Nbi.\  
分析 GfmI<{da  
Tw;3_Lj  
这个系统的点扩散函数: x?2@9u8Yb  
  •    Log (Normal PSF) `yH<E+   
•    λ = 0.55 mm ;CPr]avY  
•    0.32 waves 3rd order spherical %~E ?Z!_W  
•    EPD = 10 mm O%5 r[  
•    f/# = 9.68 )]H-BIuGm  
点扩散函数如下图: f>UXD  
^!<BQP7  
P>NF.B Cq  
       rFj-kojg  
<?riU\-]y  
系统的点扩散函数是: }n3/vlW9  
•     Log (Normal PSF) D)m5  
•     λ = 0.55 mm BlA_.]Sg$  
•     1 wave 3rd order spherical uYs5f.! `  
•     EPD = 13.31 mm rzm:Yx  
•     f/# = 7.27 YW( Qmo7  
点扩散函数如下图: V`XNDNJ:  
%B5wH_p  
rPLm5ni  
Vt".%d/`7  
演算 #/Vh|UeX  
0c<.iM  
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: 3@M|m<_R$  
           ~&7MkkftM  
pu 7{a  
3W3ZjdV+  
在这个等式中变量定义如下: hPUYyjXPB  
•     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) !O:y@  
•     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) e :%ieH<  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx [f1 (`<  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); gT0BkwIV  
•    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, ...) m g4nrr\  
•   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) I+[>I=ewa  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) -xEXN[\S  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 MbZJ;,e?  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 DVB{2~7 4  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) =F]FP5V  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) zxbpEJzpn  
•     F == focal length(焦距) W;'!gpa  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) hRrn$BdLX  
X\@C.H2ttY  
比较 ,!Z *5  
V-Sd[  
在下图中: w[S pw<Z  
透镜EPD=10mm ^Eb.:}!D6  
截止频率=184lp/mm %S*{9hm/  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 @` 1Ds  
     ER5gmmVP@p  
`.FF!P:{C*  
在下面的图表中: mpuq 9)6  
透镜EPD=13.31 mm u'|4?"uz  
截止频率=250 lp/mm q_g+Jf P-D  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm s;S?;(QI  
     T arIPp  
4E]l{"k<  
mKL<<L [  
杂散光对评价函数的影响
JORGj0v  
v9w'!C)b  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 %l}D.ml  
/%}*Xh  
Gb#Cm]  
;#xmQi'`  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ^;Y|3)vvB  
Bm.:^:&k  
K9$>Yxe|  
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