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infotek 2024-11-07 08:05

MTF计算

描述 w'd.;  
q;p.wEbr4U  
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。  q4_**  
`/c7h16  
建立系统 '#H&:Htm;L  
.SG0}8gW  
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。 @|^jq  
]yo_wGiwY  
=Wj{]&`  
_~ v-:w  
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。 V{KjRSVf=  
         -eUV`&[4  
     77``8,  
               ?;Un#6b  
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。 H]BAW *}  
w .tW=z5  
PDhWFF  
658\#x8|  
:H{Bb{B%  
@Eo4U]-  
NP "ylMr7P  
[1<(VyJ}ye  
Ex 6o=D2  
     7iP5T  
分析 6zuze0ud  
E$w#+.QP  
这个系统的点扩散函数: ):S!Nl  
  •    Log (Normal PSF) I:nI6gF  
•    λ = 0.55 mm B9}E {)T?  
•    0.32 waves 3rd order spherical =w6}\ 'X  
•    EPD = 10 mm q=njKC  
•    f/# = 9.68 +miR3~w.  
点扩散函数如下图: gd K*"U  
M</Wd{.g"  
><X $#  
       |Hfl&3  
G&jZ\IV  
系统的点扩散函数是: c88_}%h?(  
•     Log (Normal PSF) V#NtBreN  
•     λ = 0.55 mm  f -7S:,  
•     1 wave 3rd order spherical of=ql  
•     EPD = 13.31 mm B_cgWJ*4  
•     f/# = 7.27 fL2^\dB;  
点扩散函数如下图: q4+Yv2e <r  
&; s<dDQK  
V;k#})_-  
$.9 +{mz  
演算 %uua_&#)  
hD*(AJ  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: GoazH?%  
           w]}f6VlEl  
?T <rt  
FJ}gUs{m  
在这个等式中变量定义如下: \ZsP]};*  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) ZB$NVY  
•     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) Gp8psH  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx gX_SKy  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); RbKwO} z$q  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Sj@15 W  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) [<Q4U{F  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 6P^hN%0  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 AC'lS >7s  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 \WX@PfL  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) !UVk9  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 1LX)4TCC  
•     F == focal length(焦距) JL``iA  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) NZP7r;u  
f]]f85  
比较 `|,Bm|~:  
\f<z*!,D$  
在下图中: cl_T F[n?  
透镜EPD=10mm 5x2L(l-2  
截止频率=184lp/mm .zIgbv s  
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。 Hr&Ere8.4p  
     6#vI;d[^  
Cx,-_  
在下面的图表中: sjn:O'  
透镜EPD=13.31 mm ?9Ma^C;}  
截止频率=250 lp/mm )'t&q/Wn  
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 KGD'mByt"  
     ~?d>fR:X  
E<k ^S{  
C bQ4Y  
杂散光对评价函数的影响 GL`tOD:P"  
=|"= l1  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 C5MqwNX  
q~M2:SN@X  
+ KP_yUq[  
jqtVpNwM  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 86qcf"?E  
(kY@7)d'e  
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