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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。 NB;8 e>8  
{xp/1? Mo*  
建立系统 ,n}X,#]  
fn(KmuNA  
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。 dQQh$*IL?{  
9H$#c_zrq  
9sifc<za  
/\hybx'  
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。 nc!P !M  
         ,8nu%zcVn  
     8hZ+[E}  
               p?2 \9C4  
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。 <spVUp  
8e:J{EG~  
-/Pg[Lx7Pb  
$' }rBPA/  
sa$CCQ  
X?&(i s  
7)tkqfb]  
|*ss`W7F,2  
FD:3;nUY7  
    
L& ucTc =  
分析 o{7wPwQ;*  
\9j +ejGf  
这个系统的点扩散函数: Ut.%=o;&[  
  •    Log (Normal PSF) Wu3or"lcw*  
•    λ = 0.55 mm =?]H`T:  
•    0.32 waves 3rd order spherical |LhVANz  
•    EPD = 10 mm 4eH:eCZze  
•    f/# = 9.68 Iv])s  
点扩散函数如下图: tQ=3Oa[u  
s^f7w  
.n$c+{  
       ymH>] cUm  
NxY B)`~  
系统的点扩散函数是: e1cqzhI=nA  
•     Log (Normal PSF) slUnB6@Q  
•     λ = 0.55 mm gOiZ8K!  
•     1 wave 3rd order spherical wwh1aV *  
•     EPD = 13.31 mm dfy]w4ETB  
•     f/# = 7.27 "&Q sv-9t  
点扩散函数如下图: ^!&6z4DP  
DVJuX~'|!  
;|qbz]t2(  
-S\gDB bb  
演算 z)%Ke~)<\@  
t@X{qm:%Z  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ql/K$#u  
           /1@py~ZX  
6JgbJbUi  
B:)PUBb  
在这个等式中变量定义如下: rX(Ol,&oP  
•     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) C6"{-{H  
•     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) - +<ai  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx QLxe1[qI  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Xr."C(`w  
•    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, ...) @[LM8 @:  
•   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) *epK17i=  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) n  +v(t  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Z-j?N{3&  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ]FNe&o1zX  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) _U|rTil  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) I*z|_}$  
•     F == focal length(焦距) h[bC#(  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) |F4)&xN\  
:jy}V'bn$  
比较 A(9$!%#+L  
XL/V>`E@  
在下图中: :x,dYJm  
透镜EPD=10mm 9=J 3T66U  
截止频率=184lp/mm c!kzwc(  
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。 hwQrmVwvP  
     mg< v9#  
>Qqxn*O  
在下面的图表中: ~Qd|.T  
透镜EPD=13.31 mm x*!*2{  
截止频率=250 lp/mm dy~M5,zn  
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 g)ofAG2  
     DoNN;^H  
\=[38?QOY  
.NJ Ne  
杂散光对评价函数的影响
CD. XZA[  
b\^1P;!'W  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 9.:&u/e  
6FX]b4  
qYPgn _  
>[N6_*K]  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 8PqlbLo1  
*'BI=* `  
~<}?pDA}~  
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