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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。 OJ UM Y<5  
U`6QD}c"s  
建立系统 ENC_#- 1x  
V@>?lv(\  
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。 `1EBnL_1  
e%bER ds  
[tMf KO  
ErESk"2t  
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。 @+1E|4L1vf  
         9b]U&A$  
     kTi QO2H  
               xOT'4v&.  
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。 T|.Q81.NE  
gn%#2:=pVu  
MVt#n\_BZV  
A</[Q>8  
&K>]!yn   
#-'}r}1ZT  
2Fx<QRz  
sxThz7#i)  
-&)^|Atm  
    
MruWt*  
分析 Qlb@Az  
"fpj"lf-  
这个系统的点扩散函数: $elrX-(vL  
  •    Log (Normal PSF) HAO/r`7*  
•    λ = 0.55 mm f{AgKW9"  
•    0.32 waves 3rd order spherical <;=Y4$y[  
•    EPD = 10 mm S_bay8L1  
•    f/# = 9.68 W$'pUhq\H  
点扩散函数如下图: l42m81x"  
0[v:^H  
$,aU"'D  
       rB4#}+Uq  
Vj2GK"$v  
系统的点扩散函数是: =rBFMTllM  
•     Log (Normal PSF) %+I(S`}  
•     λ = 0.55 mm +W;B8^imG  
•     1 wave 3rd order spherical SAH\'v0  
•     EPD = 13.31 mm ;*Rajq  
•     f/# = 7.27 oVq@M  
点扩散函数如下图: BB%(!O4Dl  
gE ,j\M*  
k oHY AF  
7_K(x mK  
演算 `|/|ej]$P  
6\TstY3  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: N!h>fE`  
           o[v`Am?v  
PzV(e)~7  
}TF<C !]  
在这个等式中变量定义如下: .R gfP'M  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) rmabm\QY  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) 8m1zL[.8g  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx &R5M&IwL  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 6VE >$`m  
•    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, ...) ,gOQI S56  
•   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) D46| )-  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) /GXO2zO  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 v PGuEfz  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 'D/AL\1{p(  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O ,>&w5   
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) z5vryhX_Z  
•     F == focal length(焦距) UpIf t=@P  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) WuNu}Ibl}m  
^=W&p%Y(!  
比较 YSwD#jO0  
PR'FSTg  
在下图中: L|Ydd!m  
透镜EPD=10mm rL s6MY  
截止频率=184lp/mm vJCL m/}*  
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。 -of= Lp  
     p!a%*LfND  
|M?HdxPa  
在下面的图表中: # _7c>gn  
透镜EPD=13.31 mm qnS7z%H8  
截止频率=250 lp/mm ;VuB8cnL`  
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 i4pJIb  
     f2u2Ns0Ym  
BE+Y qT  
IW1\vfe  
杂散光对评价函数的影响
.Ep3~9TBW  
!K 9(OX2;  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 O.E0LCABC  
6~8 RFf"  
2G-? P"4l@  
i\ Vpp8<B  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ye%F <:O7  
8$vH&Hd I  
c[y8"M5  
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