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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 T^)plWw  
R7aXR\ R  
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。 ep?:;98|t  
1i,4".h?M  
建立系统 3q~Fl=|.o  
EzP#Mnz^  
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。 @ M[Q$:  
r@$B'CsLj  
xii$e  
xyV]?~7  
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。 {})y^L  
         XtW_  
     wznn #j  
               ,P{ HE8.  
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。 I@PJl  
(5(fd.m+_  
n0FYfqH  
B!`\L!  
x^2 W?<  
GN%<"I.  
4<yK7x  
@W)/\AZ3  
 ~^7  
    
sX~45u \  
分析 syMm`/*/G-  
Y UZKle  
这个系统的点扩散函数: p,s&61]  
  •    Log (Normal PSF) [D9:A  
•    λ = 0.55 mm ylim/`u}6  
•    0.32 waves 3rd order spherical P'FKk<  
•    EPD = 10 mm GiqBzV3"  
•    f/# = 9.68 +/Z0  
点扩散函数如下图: _=T]PSauI  
#XL`S  
K051usm  
       ]W|RtdF3.N  
~._ko  
系统的点扩散函数是: C$ hQN  
•     Log (Normal PSF) k) 3s?  
•     λ = 0.55 mm #-dK0<:  
•     1 wave 3rd order spherical J;HkTT   
•     EPD = 13.31 mm kraVL%72  
•     f/# = 7.27 |Ib.)  
点扩散函数如下图: _M&{^d  
2@5A&b  
+<B|qcT!  
G)4SWu0<t  
演算 hJ4S3b  
iGQ n/Xdo  
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: ] EV`dIk  
           l"?]BC~  
lkN'uZ  
[DL|Ht>  
在这个等式中变量定义如下: +qZc} 7rJF  
•     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) =lm nzu<  
•     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) TL]bY'%  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Yim#Pq&_  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ~Q_F~0y  
•    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, ...) oB3q AP  
•   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) DUQ9AT#3  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) OU6^+Ta  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 y78z>(jV  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 p^Agh  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) xLZMpP5c  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) {Bc#?n  
•     F == focal length(焦距) O68bzi]  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ^}tL nF  
6g8M7<og9R  
比较 `{%-*f^  
&6Ns7w6*z  
在下图中: S>(z\`1qm  
透镜EPD=10mm 4u7Cm  
截止频率=184lp/mm u9 %;{:]h  
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。 +fkP+RVY  
     G}s;JJax  
[:Xn6)qz  
在下面的图表中: =P)"NP7f'  
透镜EPD=13.31 mm ]u~Os<   
截止频率=250 lp/mm |c=d;+  
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 E}Ljo  
     A}gYcc85Z  
\3L$I-]m  
P`z7@9*j  
杂散光对评价函数的影响
FzA{U O  
V;P1nL4L  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ?-4OfGN  
Zb}`sk#  
k:`a+LiZ  
B*32D8t`u  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: %bEGv:88s  
%C6|-?TAd  
m9%yR"g9  
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