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    [分享]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-08-02
    描述 !W]># Pm  
    qmOGsj`#  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 (!DH'2I[  
     CG$S?  
    建立系统 ?GB($D=Y'&  
    _(J- MCY\  
    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。 DT n=WGm)  
    ^=E4~22q  
    [WX+/pm7>  
    6bo,x  
    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。 U|-4*l9Ed  
             0%`\ 8  
         WO^sm Ck  
                   VH,k EbJ  
    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。 ^7F!>!9Ca  
    d q"b_pr;  
    Q gDjc '  
    f(?>z!n0  
    dSk\J[D  
    .'5yFBS  
    o9q%=/@,  
    Wq F(  
    Q3wD6!'&m  
        
    yTkYPx  
    分析 }9<aX Y,  
    TBrAYEk  
    这个系统的点扩散函数: . I {X  
      •    Log (Normal PSF) I)_072^O  
    •    λ = 0.55 mm vlp]!7v  
    •    0.32 waves 3rd order spherical m5{Y  
    •    EPD = 10 mm 3=T<c?[  
    •    f/# = 9.68 $axaI$bE  
    点扩散函数如下图: VGWqy4m  
    _ CXKJ]m4  
    MvL%*("4b  
           8T$:^HW  
    [)Xu60? Q  
    系统的点扩散函数是: DY~~pi~  
    •     Log (Normal PSF) ?n\~&n'C  
    •     λ = 0.55 mm .Z'CqBr[:  
    •     1 wave 3rd order spherical tvf"w`H  
    •     EPD = 13.31 mm `: i|y  
    •     f/# = 7.27 3vQ?vS|2  
    点扩散函数如下图: Crm](Z?  
    57v[b-SK  
    p Ic ;9  
    :NA cad  
    演算 xf% ,UQ  
    ,Xo9gn  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: qqS-0U2  
               ]$y"|xqR  
    (<itE3P  
    /uW6P3M  
    在这个等式中变量定义如下: hk}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) :==kC672  
    •     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) AG/nX?u7)t  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 9]1-J5iO  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); D@>P%k$$s>  
    •    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, ...) Xb)XV$0  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) W_O,Kao  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) |X~T</{8i  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 \P&'4y~PL  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 #++MoW}'g  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) b0m1O.&I_  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) q<,?:g$k  
    •     F == focal length(焦距 nU[ROy5  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) vh KA8vr  
    =QRLKo#_  
    比较 ,UH`l./3DX  
    42U3>  
    在下图中: xyBe*,u  
    透镜EPD=10mm p9oru0q  
    截止频率=184lp/mm Rj^bZ%t  
    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。 {LR?#.   
         XHlPjw  
    H Tf7r-  
    在下面的图表中: sJt&`kZ  
    透镜EPD=13.31 mm ~" }t8`vP1  
    截止频率=250 lp/mm < ynm A  
    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 JAmv7GL'6  
         X<,sc;"b`k  
    + 5sT GNG  
    ]Ny.  gu  
    杂散光对评价函数的影响
    DWm$:M4 z  
    I&Yu=v/_  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 z=n"cE[KtB  
    wH{lp/  
    'ZT E"KT  
    r\ ` R$  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: #E{OOcM  
    Eq~&d.j  
    ?Xh=rx_  
    gPQ2i])"Q  
    \W??`?Idh  
    QQ:2987619807 niqiDT/  
     
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    只看该作者 1楼 发表于: 2021-08-02
    感谢分享,学习一下