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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 A^g(k5M*  
& 21%zPm  
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。 LVGe]lD  
2G7Wi!J  
建立系统 aN?zmkPpov  
[JiH\+XLPs  
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。 {c'lhUB  
 ?9/G[[(  
:;}P*T*PU  
M%HU4pTW#o  
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。 23PGq%R  
         dPlV>IM$z  
     @JMiO^  
               FrS]|=LJhX  
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。 M3\AY30L  
XS#Qu=,-  
afVT~Sf{  
k[xSbs'D  
QRUz`|U  
L!92P{K  
SUiOJ[5,  
D*jM1w_`  
X ?O[r3<  
    
Wr 4,YQM  
分析 l?e.9o2-  
E GU2fA7x  
这个系统的点扩散函数: <'u'#E@"sl  
  •    Log (Normal PSF) m O_af  
•    λ = 0.55 mm Dt@SqX:~Ee  
•    0.32 waves 3rd order spherical `Di{}/2  
•    EPD = 10 mm e~OpofJNb  
•    f/# = 9.68 Jy)/%p~  
点扩散函数如下图: sJZ iI}Xc  
6nn *]|7  
K(4_a``05  
       sHj/;  
%9"H  
系统的点扩散函数是: VY-EmbkG-t  
•     Log (Normal PSF) 81F9uM0  
•     λ = 0.55 mm =;L|gtH"  
•     1 wave 3rd order spherical Rq-ZL{LR7  
•     EPD = 13.31 mm VbYdZCC  
•     f/# = 7.27 /vt3>d%B;  
点扩散函数如下图: 5xiEPh  
zLQx%Yg!  
*. t^MP  
Gv&V|7-f0  
演算 k$VlfQ'+  
7V>M]  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: HS$r8`S?)  
           y_)FA"IkE  
kJU2C=m@e2  
P}iE+Z 3  
在这个等式中变量定义如下: [E_9V%^  
•     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) A/(a`"mK|'  
•     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) k6^Z~5 Sy  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx }p V:M{Nu&  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); %T[]zJ(  
•    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, ...) ceA9) {  
•   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) SbZ6t$"  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) crCJrN=  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Ri'n  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 pg.%Pdr<$  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ZCw]m#lS  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 2wn2.\v M  
•     F == focal length(焦距) 3`HV(5U[  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Gj*9~*xm(  
7)m9"InDI  
比较 al0L&z\  
-j(6;9"7]|  
在下图中: fA-7VdR`R  
透镜EPD=10mm ]n~V!hl?A  
截止频率=184lp/mm }]Tx lSp!;  
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。 *Ex|9FCt$  
     =Qq+4F)MD  
rQXzR  
在下面的图表中: :Tc^y%b0  
透镜EPD=13.31 mm 1M-pr 8:6s  
截止频率=250 lp/mm Rcv9mj]l  
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 $>gFf}#C  
     zDp2g)  
J,G lIv.A  
|qLh5Ty  
杂散光对评价函数的影响
z#N@ 0R  
X]=t>   
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 !k%#R4*>  
)"LJ hLg  
g}i61(  
zi:BF60]=  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: neh(<>  
-di o5a  
!wNO8;(  
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