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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 ,?Zy4-  
0IA' 5)  
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。 `&xdSH  
+Ar4X-A{y  
建立系统 F- u"zox  
qDhZC*"9#D  
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。 {6wXDZxv  
a/3'!}&e  
Q9B!0G.-bs  
n%i L+I  
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。 /=A@O !l  
         C>mFylN  
     W- nS{v(  
               mFxt +\  
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。 YI> xxWA  
a" T+CA  
]=I2:Rb  
QD%6K=8Q  
8G|?R#&  
_x#y   
/C5py&#-I  
Q2* 8c$  
+7n vy^m  
    
rOO10g  
分析 %g3QE:(2@q  
 yOvV"x]  
这个系统的点扩散函数: 4xg1[Z%:  
  •    Log (Normal PSF) >i.$s  
•    λ = 0.55 mm ~ b66 ;  
•    0.32 waves 3rd order spherical B4+c3M\$V  
•    EPD = 10 mm D`X<b4e8/  
•    f/# = 9.68 8}4.x3uw  
点扩散函数如下图: @PhAg  
6Yt3Oq<U  
x!pd50-   
       &jQqlQ j  
;:ZD<'+N  
系统的点扩散函数是: f~TkU\Rh  
•     Log (Normal PSF) XFl&(I4tB  
•     λ = 0.55 mm !W0JT#0  
•     1 wave 3rd order spherical /6yVbo"  
•     EPD = 13.31 mm LmJ _$?o  
•     f/# = 7.27 CRrEs 18;#  
点扩散函数如下图: nA.U'=`  
H1KXAy`&  
Gv }  
) hoVB  
演算 6"}F KRR  
gSyBoY  
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: KM"?l<x0Y  
           ui|6ih$+  
KbK!4  
U~@;2\ o  
在这个等式中变量定义如下: C#1'kQO  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) B,Tv9(sv  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) eoQt87VCU  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx _ D8 zKp  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ?:l:fS0:{  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) CL-?Mi=Uc  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) x;~@T9.  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ?A r}QN  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 b'R]DS{8  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 mL'A$BR`  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 48G^$T{  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) h4Arg~Or  
•     F == focal length(焦距) `022gHYv  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) .Zs.O/  
yGC HWP  
比较 2\+N<-(F5  
I|c?*~7*  
在下图中: aM,g@'.=  
透镜EPD=10mm }XpZgd$  
截止频率=184lp/mm ,kYX|8SO  
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。 K>XZrt  
     <8Zs; >YuK  
;<E?NBV^  
在下面的图表中: 5b I4' ;  
透镜EPD=13.31 mm EBQ_c@  
截止频率=250 lp/mm ! /|B4Yv  
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 'X/:TOk{W  
     gf4Hq&Rf  
6!*zgA5M'  
"e>9R'y  
杂散光对评价函数的影响
+#(GU9_i+M  
^U,C])n  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 t0P_$+w.>  
PG|Zu3[  
78?{;iNv  
q9InO]s&~=  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: _@y9=e  
2@HmZ!|Q  
r4K%dx-t  
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