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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。 yC+N18y?  
uqTOEHH7  
建立系统 +FY-r[_~  
)6bxP&k  
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。 *9j9=N?  
&U4]hawbOU  
<' P|g  
*XniF~M  
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。 _9!Ru!u~  
         "Y(S G  
     Vq9hAD|k  
               3C_g)5 _:  
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。 \lKQDct. -  
OUI}jJw+  
.8b 4  
mNb+V/*x3  
Sw5H+!  
a P{xMB#1h  
!~ -^s  
=_^g]?5i  
D cus-,u~  
    
f\r$T Nd6  
分析 6b<t|zb  
*\S>dhJ4  
这个系统的点扩散函数: /jj@ =H  
  •    Log (Normal PSF) `Z%XA>  
•    λ = 0.55 mm Xo%Anqk  
•    0.32 waves 3rd order spherical zh/+1  
•    EPD = 10 mm ,x{5,K.yWq  
•    f/# = 9.68 ^1*p]j(  
点扩散函数如下图: _^P>@ ^  
PU -~7h+$  
]nfS vPb  
       4?%0z) g  
Z :Kob b  
系统的点扩散函数是: A% Bz52yg  
•     Log (Normal PSF) #(  kT  
•     λ = 0.55 mm 4a!L/m *  
•     1 wave 3rd order spherical <7 PtC,74  
•     EPD = 13.31 mm 29av8eW?3  
•     f/# = 7.27 0 ?2#SM  
点扩散函数如下图: TzK?bbgr!  
?nt6vqaV  
mY`b|cS3p$  
brTB /(E  
演算 k?S-peyRO  
6?,r d   
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: dDm<'30?*v  
           [Xz7.<0#U  
NEGpf[$  
7s.sbP~  
在这个等式中变量定义如下: c!841~p(Q  
•     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) _')KDy7  
•     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 WhtClJ3  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx P AKh v.7  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); wkIH<w|jb  
•    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, ...) UyF]gO  
•   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) 4p1{Ady  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) w\@Anwj#L  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 D2?7=5DgS  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 lT(MywNsg  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 'E7|L@X"r  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) #D>8\#53V/  
•     F == focal length(焦距) L3kms6ch  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 5 |>jz `  
"arbUX~d  
比较 W0nRUAo[  
xknP `T  
在下图中: ?VzST }  
透镜EPD=10mm Ur@'X-  
截止频率=184lp/mm ,YiBu^E9  
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。 c^=,@#  
     ^(6.M\Q  
G4=v2_]  
在下面的图表中: 9xWeVlfQ  
透镜EPD=13.31 mm Z+vLEEX*uQ  
截止频率=250 lp/mm bF}~9WEa  
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 `GSfA0?  
     5q8bM.k\7N  
\?GMtM,  
i4uUvZ f  
杂散光对评价函数的影响
^ 5UIbA(  
Z&21gN  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 k|g~xmI;  
dwmj*+  
7d9%L}+q  
p oNQ<ijK  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ,ur_n7+LH  
mk0rAN  
D&]SPhX  
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