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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。 ^Yo2R  
aW#^@||B  
建立系统 K,!f7KKo  
=kw6<!R  
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。 GXR7Ug}k  
9LUk[V  
GPAz#0p  
^AT#A<{1(  
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。 3V/f-l]X/  
         RPkOtRKL=w  
     5 HN,y  
               _:Ov-HIR  
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。 XeXK~  
;nb>IL  
UO' X"`  
_mDvRFq  
mnH1-}oL  
/?C6 oj1  
_2eL3xXha.  
)J&!>GP  
_p| KaT``  
    
7T?7KS  
分析 &_Z8:5e  
6K5KkEp  
这个系统的点扩散函数: u"zQh|  
  •    Log (Normal PSF) m A|"  
•    λ = 0.55 mm leEzfbb{'.  
•    0.32 waves 3rd order spherical fG /wU$B  
•    EPD = 10 mm hF-X8$[  
•    f/# = 9.68 q?oJ=]m"  
点扩散函数如下图: |9 4xRC  
N-GQ\&   
mWU*}-M  
       MM Nz2DEy[  
D 3}e{J8  
系统的点扩散函数是: Jm}zit:o  
•     Log (Normal PSF) \8S HX  
•     λ = 0.55 mm z(beT e  
•     1 wave 3rd order spherical 0"M0tA#  
•     EPD = 13.31 mm o #F03  
•     f/# = 7.27 O[#B906JB  
点扩散函数如下图: .g6(07TyV  
fpvzx{2  
jz$83TB-  
kx3]A"]>'  
演算 HUY1nb=  
Jx= v6==7  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: \6v*c;ZF  
           siGt5RH*  
f5QJj<@  
:#p!&Fi  
在这个等式中变量定义如下: pmi`Er  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) atWAhN  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) rDWqJ<8  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx h3:dO|Z  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ^7% KS  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ^k}jPc6  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) p uLQ_MNV  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 6995r%  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 u<{uUui}$v  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 %O3 r>o=  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Gu136XiX  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) gL;tyf1P  
•     F == focal length(焦距) a=3{UEi'o  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) )|@UY(VZ^  
nLjo3yvV..  
比较 T5di#%: s  
.%EEly  
在下图中: t Sf`  
透镜EPD=10mm B%Sp mx8  
截止频率=184lp/mm S}cm.,/w  
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。 i&?do{YQ)  
     qjp<_aw  
Px))O&w{  
在下面的图表中: Ju7nvxC  
透镜EPD=13.31 mm JR j%d&^}  
截止频率=250 lp/mm MM%c   
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 `Z0#IeX=  
     !]k$a  
`&yUU2W  
K) "cwk-  
杂散光对评价函数的影响
Tfl4MDZb  
yegTKoY  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 (_ElM>  
~IKPi==@,  
L_YVe(dT  
6 4da~SEn  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: :#QYwb~  
-3<5,Q{G+  
@u2nG:FG  
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