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infotek 2024-11-07 08:05

MTF计算

描述 d*\C^:Z  
Lx:N!RDw  
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。 ]}l+ !NV<  
YqY6\ mo  
建立系统 Am0.c0h  
\'LCC-  
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。 (E1>}  
z$BnEd.y=:  
);uZ4PNK/?  
%oCjZ"ke  
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。 o4[2`mT  
         @6!y(e8"J]  
     'G3OZj8  
               \(>$mtS:  
光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 :56lzsWUE<  
w[A3;]la  
+|"n4iZ!)  
P7x?!71?L  
iUG/   
?n9$,-^v  
2E ; %=e  
UWWD8~:  
5G ]#yb74  
     FTYLMQ i  
分析 \IZ4( Z  
ah Xq{>  
这个系统的点扩散函数: ]qza*ba  
  •    Log (Normal PSF) w%o4MFK=!  
•    λ = 0.55 mm f93X5hFnF  
•    0.32 waves 3rd order spherical O+o%C*`K  
•    EPD = 10 mm zl#&Qm4Ot  
•    f/# = 9.68 645C]l  
点扩散函数如下图: oJ@PJvmR&a  
YlcF-a  
^R'!\m|FR  
       +e]b,9.sR  
7n 95>as  
系统的点扩散函数是: muX4Y1M_  
•     Log (Normal PSF) o>A%}YU  
•     λ = 0.55 mm MJ"Mn^:/  
•     1 wave 3rd order spherical rU^ghF  
•     EPD = 13.31 mm W>|b98NPu  
•     f/# = 7.27 =]xk-MY"|R  
点扩散函数如下图: GN;XB b]w  
5GFnfc}  
 ~M^7qO  
Q fyERa\rb  
演算 <$ZT]pT  
*4^]?Y\*  
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: 2[YD&  
           |ShRxE3@'  
+\Mm (Nd  
{uM{5GSL  
在这个等式中变量定义如下: ftqW3VW  
•     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) U1|4vd9  
•     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) _]ttKT(  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx P"~T*Qq-R  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ZznWs+  
•    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, ...) nJ#@W b@  
•   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) &q}@[ )V4  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) }Z? [Ut  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Jc?ssm\%  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 {]Iu">*  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) $q$\GOQ 9  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) }R5&[hxh4t  
•     F == focal length(焦距) hJ*E"{xs  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ?E_p,#9j)  
}3_G|  
比较 BrcXn@tl  
;k%sKVP  
在下图中: "#k(V=y  
透镜EPD=10mm Msu2OF *x  
截止频率=184lp/mm <~X6D?  
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。 `oWjq6  
     <_q/ +x]8  
Q4 :r$ &  
在下面的图表中: (a!,)  
透镜EPD=13.31 mm gq1Y]t|4F  
截止频率=250 lp/mm @VS5Mg8  
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 {lUl+_58  
     I3$vw7}5Y  
o5 XUDDi  
i4r~eneP  
杂散光对评价函数的影响 @N{Ht)1r  
Qu\l$/  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 j77}{5@p  
v~cW:I  
jt r=8OiL  
2U+p@}cQUA  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Y1+lk^  
I_*>EA  
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