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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 EK[J!~  
&g5PPQ18  
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。 yhbU;qEG9  
M&29J  
建立系统 7=u Gf$/  
pg7~%E4  
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。 Me? I8:/  
S2E z}*plp  
w|S b`eR  
ZYY2pY 1  
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。 ?<W|Ya  
         v&/H6r#E.  
     F7*)u-4Yn  
               X"q[rsB  
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。 [:gg3Qzx  
u*I'c2m  
D]*|Zmr+}  
%bF157X5An  
uQx/o ^  
S ;rd0+J  
3T0-RP*  
zng.(]U/?H  
4TPdq&';C:  
    
Haktr2I  
分析 C,eP!_O  
RC1bTM  
这个系统的点扩散函数: `|Di?4+6%  
  •    Log (Normal PSF) Z#N w[>NN*  
•    λ = 0.55 mm 1|xe'w{  
•    0.32 waves 3rd order spherical hI*v )c  
•    EPD = 10 mm }}]Lf3;  
•    f/# = 9.68 F_R\  
点扩散函数如下图: "p;tj74O9  
$<2d|;7r  
nM.g8d K  
       pQ0*)}l,  
e<1Ewml(]  
系统的点扩散函数是: Bx5xtJ|!  
•     Log (Normal PSF) ~!5Qb{^  
•     λ = 0.55 mm !\1)?&y9j  
•     1 wave 3rd order spherical VPT?z  
•     EPD = 13.31 mm `3VI9GmQ  
•     f/# = 7.27 d1c+Ii%  
点扩散函数如下图: sPW :[  
>M{98NH  
W&9 qgbO]  
`~=z0I  
演算 ]k]bLyz\J  
;4b=/1M'  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: }F.k,2  
           b?iPQ$NyQ  
,T zlW\?\  
y_n4Y[4g  
在这个等式中变量定义如下: e }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) YV|_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) *`w>\},su  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ,|VLOY ^  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); mCg^Y)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, ...) ?K2EK'-q  
•   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) ,ps?@lD  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) &53,8r  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Uq'W<.v 5  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 b~tu;:  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) j96}E/gF  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) m5N,[^-  
•     F == focal length(焦距) r7_%t_O|IL  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 1U/9=b  
:PN%'~}n  
比较 PbvA~gm  
[c1Gq)ht  
在下图中: yZp/P%y  
透镜EPD=10mm o@360#njF  
截止频率=184lp/mm .J @mpJdY  
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。 ESoC7d&.K{  
     7z3tDE[#  
w<!,mL5 N  
在下面的图表中:  9Ca0Tu  
透镜EPD=13.31 mm N3#^Ifn[  
截止频率=250 lp/mm #Pd__NV"\  
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 0 !%G #~th  
     Y{dX[^[  
hTEb?1CXU  
&Lzd*}7  
杂散光对评价函数的影响
"eTALRL'o  
\DE, ,  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 uc"%uc'  
x5\Du63  
fATVAv  
 H6nH  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: &gT@oS{  
^.@%n1I"5y  
YGQ/zB^Pj  
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