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infotek 2023-03-28 08:41

MTF计算

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。 E>tlY&0[$  
uUUj?%  
建立系统 OTA@4~{C  
(c `t'e  
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。 e7f3dqn0  
+1j@n.)ft  
d&: ABI  
Iz/o|o]#  
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。 #{)=%5=c  
         j$h.V#1z  
     3%?01$k  
               J G xuB*}  
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。 *]Nd I  
U[/k=}76  
lE~5 b  
.'md `@t  
>t|u 8/P  
(|_1ku3!  
<0OZ9?,dm  
eHCLENLmB  
e"u=4nk  
    
-/:N&6eRb  
分析 nPp\IE}:  
;/$=!9^sZ  
这个系统的点扩散函数: X/  
  •    Log (Normal PSF) eRkvNI  
•    λ = 0.55 mm Az29?|e  
•    0.32 waves 3rd order spherical H]V@Q~?e  
•    EPD = 10 mm ?mxBMtc  
•    f/# = 9.68 lwEJ)Bv  
点扩散函数如下图: |^K-m42  
nUi 4!|r  
vd Fy}#X  
       \F;V69'  
V)M+dhl  
系统的点扩散函数是: 0|g|k7c{rF  
•     Log (Normal PSF) vT)(#0>z  
•     λ = 0.55 mm 1!,xB]v1Ri  
•     1 wave 3rd order spherical t]|WRQvy8  
•     EPD = 13.31 mm J0 BA@jH5  
•     f/# = 7.27 B#RwW,  
点扩散函数如下图: 4LqJ4jo  
X{A|{u=  
S '>(4a  
^vXMX^*  
演算 ~1xln?Q  
+uMOT#KjR  
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: zPWX%1Qr  
           ydo"H9NOS  
=h,6/cs  
vL"U=Q+/eY  
在这个等式中变量定义如下: %Q:i6 ~  
•     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) '\qd{mM\r  
•     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) [MfKBlA  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Q2sX7 cE  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); IXYSZ)z  
•    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, ...) %[(DFutJY+  
•   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) >Q&E4jC  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) _" 0VM >  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 P@P(&{@  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 g_?:G$1H  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) NZ:A?h2JR  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) F(*~[*Ff  
•     F == focal length(焦距) |_Vi8Ly  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) x ;V7D5 q  
a nK7j2  
比较 j+0=)Q%I=  
bl. y4  
在下图中: EsR_J/:Qe  
透镜EPD=10mm k,o|"9H  
截止频率=184lp/mm t5dk}sRF  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 1<#J[$V  
     u/?s_OR  
~~eR,HYk  
在下面的图表中: |0 #J=am  
透镜EPD=13.31 mm ?o'!(3`L  
截止频率=250 lp/mm ^c?2n  
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 `Oz c L  
     l$KC\$?%*  
49b#$Xq  
My'u('Q%  
杂散光对评价函数的影响
)G$/II9d  
$]:yc n9l  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 [4uTp[U!r  
KKm &~^c  
\Z0-o&;w  
@QiuCB  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: JjarMJr| D  
{KJ!rT  
7{HJjH!zx  
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