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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 =uP? ?E  
atL<mhRz  
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。 mjeJoMvN)H  
PK|-2R"M  
建立系统 {_9O4 + &  
"\4W])30  
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。 s.J 4&2Q  
yD+4YD  
n !)$e;l  
7;jD>wp 9D  
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。 ,i:?c  
         eL3 _Lz  
     u\\t~<8  
               +x]/W|5  
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。 :=Olp;+_  
2<D| {  
,s8/6n#  
" U\RN  
5(>=};r+  
Y'U1=w~E  
q G%Y& P  
1wFu3fh@  
PR8nJts W5  
    
yE}\4_0I/  
分析 gd;!1GNi]  
wGyVmC  
这个系统的点扩散函数: \jfK']P/H  
  •    Log (Normal PSF) ibkB>n{(  
•    λ = 0.55 mm ucN' zq  
•    0.32 waves 3rd order spherical "6B@V=d  
•    EPD = 10 mm ,L ig6Z`  
•    f/# = 9.68 |A&;m}(Mt  
点扩散函数如下图: P$E iD+5#z  
lV\iYX2#  
64B.7S88  
       eHr0],  
Am, {Fj  
系统的点扩散函数是: <6UXk[y  
•     Log (Normal PSF) [)"\Aq  
•     λ = 0.55 mm $nt&'Xnv  
•     1 wave 3rd order spherical j iKHx_9P  
•     EPD = 13.31 mm #,#`< h!  
•     f/# = 7.27 ZJDV'mC}  
点扩散函数如下图: nxZz{&  
'K7\[if{  
3x~7N  
e,%|sAs[  
演算 r8 9o  
8T1`9ITl:  
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: {$8+n::  
           a_b#hM/c;  
aC1z.?!U  
p%DU1+SA  
在这个等式中变量定义如下: V0;"Qa@q  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) I=!kPuw  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) x?S86,RW  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx s#^0[ Rt  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); jg]KE8(  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ;W- A2g  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ^yW['H6V  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ,p|Q/M^  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 "rB B&l  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 coXg]bUKo  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ZID-~ 6  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) B_[efM<R$  
•     F == focal length(焦距) |]G%b[  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) SH)-(+72d  
NK0'\~7&  
比较 [/a AH<9b  
y8YsS4E^Q  
在下图中: KElEGW  
透镜EPD=10mm 9~hW8{#  
截止频率=184lp/mm U p@^C"  
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。 <tvLKx  
     w"{DLN[Qw  
NtM>`5{?  
在下面的图表中: h *R@ d  
透镜EPD=13.31 mm SJ]6_4=y*  
截止频率=250 lp/mm Y%;J/4dd  
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 ^6 wWv&G[8  
     |y^=(|eM  
c^I^jg2v  
o< @![P  
杂散光对评价函数的影响
'&cH,yc;b  
Ph yIea  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 xX-r<:'tmi  
xt|^~~ /  
DQGrXMpV0  
 26p[x'W  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: dFBFXy  
0`"oR3JY  
#G#gc`S-,  
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