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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 c!dc`R  
C5x*t Q|  
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。 ^s_7-p])(  
@t4OpU<'*b  
建立系统 j6DI$tV~  
YK%rTbB(  
这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 6gTc)rhRT  
0UOjk.~b  
xvTz|Y  
NGVl/Qd  
光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 u?I2|}#  
         <db>~@;X!  
     LGT?/ gup  
               R/Z zmb{  
光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ?3a:ntX h  
!8OgaMngzF  
]..7t|^b&  
^/fasl$#  
Usq.'y/ o  
-T{G8@V0I  
r>cN,C  
njckPpyb@  
{.o@XP,.  
    
z#^;'nnw  
分析 \h5!u1{L  
 4}F~h  
这个系统的点扩散函数: 2(H-q(  
  •    Log (Normal PSF) P$5K[Y4f  
•    λ = 0.55 mm '^%kTNn  
•    0.32 waves 3rd order spherical RZP7h>y6@  
•    EPD = 10 mm e-*-91D  
•    f/# = 9.68 hO; XJyv  
点扩散函数如下图: ~Xz?H=}U+  
h&2l0 |8k  
AL;4-(KH  
       -;*lcY*  
Mh~E ]8b  
系统的点扩散函数是: 7> 8L%(7  
•     Log (Normal PSF) KZ@'NnQ  
•     λ = 0.55 mm \IZY\WU}2  
•     1 wave 3rd order spherical d r$E:kr  
•     EPD = 13.31 mm .zv BV_I  
•     f/# = 7.27 AK(x;4  
点扩散函数如下图: }/2M?W0  
kxmc2RH>nB  
~3Y4_b5E  
$[\\{XJ.  
演算 u6SQq-)d  
Vrs?VA`v$  
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: (D0\uld9  
           0+F--E4  
LB`{35b-  
8p]9A,Uq&  
在这个等式中变量定义如下: ;OZl' . %`  
•     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) @MO/LvD  
•     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) 2P ^x'I  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx }:57Ym)7w  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); )3k?{1:  
•    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, ...) u9fJ:a  
•   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) Bk[C=<X  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) QD%!a{I  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 jl5&T{z  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 LVT:oIQ  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 1!NrndJI  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Whe-()pG{  
•     F == focal length(焦距) (e Ssx/  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) d/!\iLF  
,Oe:SZJ>  
比较 I-#7Oq:Np  
;GIA`=a %  
在下图中: OY8P  
透镜EPD=10mm U7Oa 13Qz  
截止频率=184lp/mm 51Vqbtj^  
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。 :C2 @!W z  
     yD#(Iw  
S=\cF,Zs  
在下面的图表中: No`*->R  
透镜EPD=13.31 mm h'?v(k!  
截止频率=250 lp/mm i%[+C  
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 F?[1 m2  
     tQas_K5  
@JGFG+J}  
)/)[}wN;j  
杂散光对评价函数的影响
[>t;P ,  
@dx 8{oQ  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 R9!U _RH  
.+kg1=s  
) J.xQ}g  
*V4%&&{  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: <ZheWl  
<p}7T]a7  
Q-rG~O9-  
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