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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 ~WpGf,  
+~ #U7xgq/  
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。 ,o7hk{fR*  
07/L}b`P  
建立系统 Zv_jy@k  
4A3nO<o MF  
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。 Dr9 ?2  
> QFHm5Jw  
x5Z-{"  
WpLZQ6wH  
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。 34QfgMyH  
         '>v^6i S  
     cM_ Fp  
               Z.wA@ ~e  
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。 gs W0  
)){xlFA}  
'?Jxt:<  
CZEW-PIhj  
ZCg`z  
o y<J6  
2Nj9U#A  
poJg"R4  
vLO&Lpv  
    
M]-VHI[&W  
分析 T|"7sPgGR  
60Z]M+8y8  
这个系统的点扩散函数: M/*NM= -a  
  •    Log (Normal PSF) vSW L$Y2  
•    λ = 0.55 mm c[ht`!P  
•    0.32 waves 3rd order spherical IF@HzT;Q  
•    EPD = 10 mm ~^vC,]hU  
•    f/# = 9.68 p$k\m|t  
点扩散函数如下图: rQP"Y[  
h~7,`fo  
@S 6u9v  
       PVa o  
c {I"R8  
系统的点扩散函数是: 8#` 6M5  
•     Log (Normal PSF) )uLr?$qe  
•     λ = 0.55 mm 4 UAvw  
•     1 wave 3rd order spherical [^~7]2i  
•     EPD = 13.31 mm CT d|`  
•     f/# = 7.27 }xlKonk  
点扩散函数如下图: &D#+6M&LK{  
Z v0C@r  
x "(9II*  
!~lW3  
演算 V8O.3fo`[`  
50a\e  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: Ewo*yY>  
           PG,U6c #  
[$ :  
\%,&~4 !  
在这个等式中变量定义如下: Oe1 t\  
•     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) uG>nV  
•     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) v&3O&y/1v  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ,f: jioY  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); J -Qh/d%]  
•    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, ...) AH.9A_dG  
•   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) eSl-9 ^  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) -PAF p3w\y  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 fY2wDD  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 bO49GEUT _  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) {aN(d3c  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) SvK1.NUa  
•     F == focal length(焦距) a%hGZCI  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) i ilyw_$H  
=:h3w#_c  
比较 s0{ NsK>  
6T^lS^  
在下图中: !v !N>f4S$  
透镜EPD=10mm u9![6$R  
截止频率=184lp/mm 1a9w(X  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 n_$yV:MuT!  
     .R5/8VuHF  
0 15Owi  
在下面的图表中: s?O&ZB2GM[  
透镜EPD=13.31 mm )LswSV  
截止频率=250 lp/mm CKTrZxR"  
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 j$eCe< .3  
     F(CRq`  
7o{*Z  
+0pW/4x  
杂散光对评价函数的影响
D6!tVdnVe  
wL<j:>Ke[3  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 R'EW7}&  
sT<{SmBF  
=|y|P80w  
- 8syjKTg  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: J>v$2?w`w  
*1;23BiH-  
Ea`OT+#h(*  
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