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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 9zoT6QP4  
2,8/Cb  
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。 ;o-\.=l  
wO2V%v^bp  
建立系统 ;gxN@%}@  
08Pt(kzNA  
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。 7x[LF ^o  
dN]Zs9]  
]k ::J>84  
SE,o7_k'S  
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。 .%x"t>]  
         l)tTg+:  
     IgPV#  
               ,2 zt.aqB  
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。 9SRfjS{7  
"8wf.nZ  
&Q-[;  
YVQ_tCC_!  
zdxT35h  
8 3z'#  
dWsT Jyx~  
1A7%0/K-]  
4zo4H~@gk  
    
?1GY%-  
分析 'O.+6`&  
y-w2O]  
这个系统的点扩散函数: 9">zdFC'  
  •    Log (Normal PSF) BA~a?"HS  
•    λ = 0.55 mm  /6+1{p  
•    0.32 waves 3rd order spherical fH{9]TU_:  
•    EPD = 10 mm uL2"StW  
•    f/# = 9.68 P'a0CE%  
点扩散函数如下图: ;]2 x  
w{k1Y+1  
0lX)Cl  
       ?8 SK\{9r6  
k_,MoDz  
系统的点扩散函数是: <U@P=G<t  
•     Log (Normal PSF) BQyvj\uJ  
•     λ = 0.55 mm ?j1_ n,d  
•     1 wave 3rd order spherical DRH'A!r!  
•     EPD = 13.31 mm t9G}Yd[T  
•     f/# = 7.27 6BDt.bG  
点扩散函数如下图: u~" siH  
 uY.=4l  
EoKC8/  
m!rwG(  
演算 mgy"|\]  
Q Oz9\,C  
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: 3LKB;  
           <A)+|Y"^h6  
.qSBh hH\  
'I&|1I^  
在这个等式中变量定义如下: =kd YN 5R  
•     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) q\a[S*  
•     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) "kX`FaAhY  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx `'u Umyg  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ;4!=DFbU  
•    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, ...) DC&A1I&  
•   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) UE^D2u  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) pJd0k"{  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 yc*<:(p  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ?$3r5sx  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 6^Ph '  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Y5HfN[u^7  
•     F == focal length(焦距) (YIhTSL"]  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) HeCcF+  
\3r3{X _<`  
比较 !/947Rn  
sYI~dU2H  
在下图中: G-arnu)  
透镜EPD=10mm !L77y^oV  
截止频率=184lp/mm 8 4z6zFv?Q  
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。 X6xx2v%D  
     Xt ft*Z  
" 9qp "%  
在下面的图表中: W}>=JoN^J  
透镜EPD=13.31 mm Raefj(^V  
截止频率=250 lp/mm wy''tqg6  
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 9UP:J0 `  
     /KAlK5<  
Uh.Sc:trA  
;+ G9-  
杂散光对评价函数的影响
$&IpX M]  
" \:ced  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 4YLs^1'TG0  
uArR\k(  
~n6[$WjZA  
Y;,Hzmbs6w  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: }kE87x'  
=2,0Wo]$  
ZW*n /#GUC  
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