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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 ^.aEKr  
(3HgI  
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。 4zvU"np  
&S`'o%B  
建立系统 J};,%q_  
j;c ^pLUP  
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。 olW`.3f  
bSKV|z/x  
Y  .X-8  
{.[,ee-)9  
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。 <i @jD  
         <\Dl#DH  
     $zH 0$aOx  
               \d8=*Zpz7  
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。 IOsDVIXL\  
|UiykQ  
"U~@o4u;  
8&iI+\lCy  
\^Q)`Lqp:g  
>Qu^{o  
/-9+(  
h1d 0{  
[WSIC *|;  
    
>.sN?5}y  
分析 G(,~{N||  
~ZIRCTQ"  
这个系统的点扩散函数: b-gVRf#F  
  •    Log (Normal PSF) ed2 &9E>9b  
•    λ = 0.55 mm [Cr~gd+ q  
•    0.32 waves 3rd order spherical / 1@m#ZxA:  
•    EPD = 10 mm Rs`Y'_B  
•    f/# = 9.68 g#&##f  
点扩散函数如下图: > %*X2'^  
y.NArN|%  
|1 6v4 R  
       F#R\Ot,hv  
zIm!8a  
系统的点扩散函数是: jCa;g{#@  
•     Log (Normal PSF) -v2q:x'G#  
•     λ = 0.55 mm U~c;W@T  
•     1 wave 3rd order spherical *XR~fs?/*W  
•     EPD = 13.31 mm Y3&ecEE  
•     f/# = 7.27 sM_e_e  
点扩散函数如下图: ${2fr&Tp  
(pg9cM]NA  
+5\\wGo<  
B)NB6dCp  
演算 bME3" e{O  
e4LNnJU\|  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: `v er "s;  
           8hA=$}y&x  
AXI:h"so  
"xI[4~'`:  
在这个等式中变量定义如下: uwzT? C A6  
•     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) bS6Yi)p  
•     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) y?hW#l~#X  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx %tLq&tyeY  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); c^k. <EA  
•    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, ...) <rF  
•   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) c,ek]dTj  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ,:{+ H  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 z$b!J$A1  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 _\[G7  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) &o.SmkJI  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) )P])0Y-  
•     F == focal length(焦距) .@V>p6MV  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) kMXl {  
tTt~W5lo  
比较 b<7f:drVC  
@9a=D<'>  
在下图中: Hq$ |j,&?  
透镜EPD=10mm .IU+4ENSy4  
截止频率=184lp/mm .EwK>ro4  
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。 hrF4 a$  
     89bKnsV  
8E{>czF"  
在下面的图表中: e+TNG &_  
透镜EPD=13.31 mm (0S7  
截止频率=250 lp/mm k"$V O+}m  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm kF .b)  
     ZxQP,Ys_Y  
0b 'R5I.M  
a$m?if=  
杂散光对评价函数的影响
Q{60^vg  
rg\w!L(  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 0 M?}S~p]  
}p~%GA.=98  
%s>E@[s  
e`^j_V nEH  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: AP%h!b5v  
[qB=OxH?  
v#xF;@G  
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