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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 e*!0|#-  
.*k$abb  
FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 Tp[-,3L  
i>aIuQ`pe  
建立系统 xe&w.aBI>  
n([9U0!gu  
这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 !LX)  
t8?$q})RL  
}I3m8A  
J P1XH k  
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。 '~\\:37+  
         S11ME  
     _)%Sz"g^Ix  
               _Oc(K "v  
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。 8-u #<D.  
>>b <)?3Rv  
gtwUY$  
2CY4nS KW  
.dO8I/lhV  
)#Le"&D  
]/6i#fTw  
C)?tf[!_6  
dQQ!QbI(.  
    
Kk\TW1w3  
分析 &`%J1[dy  
?e#bq]  
这个系统的点扩散函数: L:_GpZ_  
  •    Log (Normal PSF) V=de3k&p  
•    λ = 0.55 mm WXs?2S*  
•    0.32 waves 3rd order spherical m|]:oT`M  
•    EPD = 10 mm $}8@?>-w  
•    f/# = 9.68 >n"4M~I  
点扩散函数如下图: JF%=Bc$C  
`uVW<z{ l  
K<6x4ha  
       b U]N^og^  
_a$DY ,;  
系统的点扩散函数是: L5 9oh  
•     Log (Normal PSF)  IB{ZE/   
•     λ = 0.55 mm v8bl-9DQ  
•     1 wave 3rd order spherical %D(prA_w  
•     EPD = 13.31 mm JjLyV`DJ  
•     f/# = 7.27 $sF#Na4^  
点扩散函数如下图: 9}cuAVI  
sLdUrD%  
|.O!zRm  
Pmlgh&Z  
演算 Nu/Qa:H_{  
07Q[L'}y@  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: N5s|a5  
           t!~YO'<dS  
@:+n6  
<nTmZ-;  
在这个等式中变量定义如下: 19 wqDIE0  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) eH%L?"J~:  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) '0')6zW5s  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 2~WFLD  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0j!ke1C&C  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) xPMyG);  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) P^3m:bE]  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) !Vr45l  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 hLbT\J`I  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 0IgnpeA]  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) M1 ]6lg[si  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) &1E~ \8U  
•     F == focal length(焦距) #VdI{IbW  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) MAe<.DHY  
_lPl)8k  
比较 f'6qJk%J  
&O6;nJEI  
在下图中: FW)^O%2s  
透镜EPD=10mm 3H'nRK},  
截止频率=184lp/mm #EmffVtY  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 _A,-[*OKI  
     lii ]4k+z  
Md>f  
在下面的图表中: VyoE5o  
透镜EPD=13.31 mm foz5D9sQ  
截止频率=250 lp/mm ECS<l*i57&  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm 4/2RfDp  
     L_U3*#Zdz7  
I,<>%Z|'  
RZd4(7H=q  
杂散光对评价函数的影响
/%uZKG P  
t}XB|h  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 O~#uQm  
iVKbGgA  
%<wQ  
^%oG8z,L  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: p&OJa$N$[  
| 3N.5{  
A&|Wvb=  
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