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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 KXZ G42w  
p*K #s1  
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。 r'ilJ("  
&q&z$Gc;m  
建立系统 ,b^Y8_ltoT  
*vQ 6LF;y  
这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 +:Xg7H*  
O:v#M]   
uj;iE 9  
8K^#$,.."  
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。  Z/Wf  
         TFldYKd/l  
     _9-;35D_  
               : xg J2  
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。 J+CGhk  
'h ?  
&pY$\  
iTevl>p!  
NI/'SMj%  
ZYB5s~;eB"  
BgN^].z&  
J_a2DM6d  
A99;bf}"  
    
37n2#E  
分析 .`*;AT  
6x5Q*^w  
这个系统的点扩散函数: K}q5,P(  
  •    Log (Normal PSF) ZT"vVX- )G  
•    λ = 0.55 mm GRpwEfG  
•    0.32 waves 3rd order spherical lB_4jc  
•    EPD = 10 mm @@a#DjE%/  
•    f/# = 9.68 ?gu!P:lZS  
点扩散函数如下图: UQhD8Z'I.  
-~sW@u)O  
Gqq< -drR  
       <bn|ni|c"  
qi^kf  
系统的点扩散函数是: |+~P; fG  
•     Log (Normal PSF) |-v/  
•     λ = 0.55 mm vh|m[p  
•     1 wave 3rd order spherical I+Y Z+  
•     EPD = 13.31 mm ; p+C0!B2  
•     f/# = 7.27 !9qw  
点扩散函数如下图: w3iX "w  
Dd OK&  
"tbKbFn9  
Hl}m*9<9us  
演算 H[R6 ?H@$F  
*?Oh%.HgF  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: g}?39?o4  
           79Aa~+i'_  
;p,Kq5,l  
]Gj%-5G  
在这个等式中变量定义如下: R4D$)D  
•     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) daB 5E<?  
•     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) t& yuo E  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx uI)z4Z  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); rIyIZWkI  
•    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, ...) 1JS5 LS  
•   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) |+-b#Sa9  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) t|&hXh{  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ,S}wOjb@  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 .F/l$4CQ  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) .lgm"  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) B|>eKI  
•     F == focal length(焦距) wO%617Av  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) <0/)v J- 9  
!bW^G} <t  
比较 W$}2 $}r0U  
98|1K>C  
在下图中: Rs'mk6+  
透镜EPD=10mm x` 4|^ u  
截止频率=184lp/mm .%\R L/  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 gE23C*!'&:  
     ! 4 "$O@U4  
Z4k'c+  
在下面的图表中: CT.hBz -S  
透镜EPD=13.31 mm yTWicW7i  
截止频率=250 lp/mm }.A \;FDyj  
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 On;7  
     ;A?86o'?  
}o=s"0a  
bz\nCfU  
杂散光对评价函数的影响
}F_=.w0  
?,r}@89pY  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 @ +>>TGC  
PmUq~YZ7  
s8*Q@0  
>)F)@KAuN4  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: /p{$HkVw  
7MX5hZF"  
wem hP8!gc  
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