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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 2F*>&n&Db7  
?WXftzdf6u  
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。 T1$p%yQH  
rM.Pc?Z  
建立系统 nZnqXclzxn  
KwHN c\\  
这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 G@Z%[YNw  
octQ[QXo#  
mvH8hvD9  
*K_8=TIA*  
光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 b?OA|JqX  
         c&wg`1{Hal  
     -V;Y4,:c  
               !HU$V9C  
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。 Htr]_<@  
>3D1:0Sg  
``< #F3  
,gNZHKNq  
40MKf/9  
'.z7)n  
A z@@0  
` Ny(S2  
4+>yL+sC%v  
    
:k ?`gm$  
分析 0J/yd  
a]fFR~ OY  
这个系统的点扩散函数: Drtg7v{@\  
  •    Log (Normal PSF)  m-4#s  
•    λ = 0.55 mm `lE&:)  
•    0.32 waves 3rd order spherical J \|~k2~  
•    EPD = 10 mm E8Kk )7  
•    f/# = 9.68 ;6R9k]5P%  
点扩散函数如下图: #2i$:c~  
p@~Y[a =  
g7?[}?]3"p  
       `:7r5}(^  
k-3;3Mq  
系统的点扩散函数是: 9^g8VlQdT  
•     Log (Normal PSF) 2~hdJ/  
•     λ = 0.55 mm ):hz /vZ  
•     1 wave 3rd order spherical C ibfuR  
•     EPD = 13.31 mm \?v&JmEU  
•     f/# = 7.27 >WZ%Pv *  
点扩散函数如下图: 0vLx={i  
:I7qw0?  
V0m1>{  
16eP7s  
演算 t)8c rX}P  
eD7\,}O  
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: **__&X p1  
           ?MSZO]Q4+  
B/3~[ '  
Q (N'Oj:J  
在这个等式中变量定义如下: r)>'cjx/  
•     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) XOqHzft h6  
•     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) 0y<9JvN$9  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx z5({A2q  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); }P%gwgPK  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) wT+60X'  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) Mfz(%F|<  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) w7~]c,$y.  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 PT,*KYF_O"  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 } %0 w25  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) yg}L,JJU<  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) m8L %!6o  
•     F == focal length(焦距) ;(,GS@sP  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) o"RE4s\G~r  
dk]  
比较 ! weYOOu  
;;UsHhbhI  
在下图中: JYjc^m  
透镜EPD=10mm A<H]uQ>  
截止频率=184lp/mm 9VaSCB  
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。 :FSg%IUX  
     N0lFx?4  
L  ~Vw`C  
在下面的图表中: o>]w76A^(  
透镜EPD=13.31 mm w0js_P-uv  
截止频率=250 lp/mm Yy[=E\z  
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 HSG9|}$  
     }1CO>a<  
Qh3+4nLFtb  
(1{OQ0N+x  
杂散光对评价函数的影响
"OUY^ cM  
Vx0Hq`_14  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 (ce)A,;  
RToX[R;1E  
b N>Ar  
z&GGa`T"  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: PK?}hz  
ZQz;EV!  
0~<t :q!  
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