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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: 2020-11-13
    描述 Dco3`4pl  
    kS62]v]  
    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。 lm8<0*;,  
    Rhzcm`"  
    建立系统 T5eJIc3a"  
    .2 }5Dc,eR  
    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。 x75 3o\u!  
    v*&WqVg  
    xJ^pqb  
    V^kl_!@  
    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。 YR"IPyj  
             |!cM_&  
         T,uJO<  
                   )U+&XjK  
    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。 `08}y*E  
    B/K{sI  
    3uuB/8  
    -+n? Q;  
    6C- !^8[f  
    *#Iqz9X.Y3  
    \4|osZ0y  
    Ym wb2]M  
    pAH 9  
        
    {^@qfkZz^  
    分析  WYW@%t  
    Fv3:J~Yf  
    这个系统的点扩散函数: +ooQ-Gh  
      •    Log (Normal PSF) yb-/_{Y  
    •    λ = 0.55 mm xeSv+I-b  
    •    0.32 waves 3rd order spherical TnLblkX  
    •    EPD = 10 mm 78O5$?b;#  
    •    f/# = 9.68 eB5<N?;s  
    点扩散函数如下图: VMW<?V 2Z  
    QD^"cPC)mM  
    k(wJ6pc  
           ~!ICBF~j  
    ^"4u1  
    系统的点扩散函数是: u`wT_?%w  
    •     Log (Normal PSF) PF] Vt  
    •     λ = 0.55 mm C-;}a%c"  
    •     1 wave 3rd order spherical ; Rd\yAG  
    •     EPD = 13.31 mm pjNH0mZ  
    •     f/# = 7.27 6'JP%~QlS  
    点扩散函数如下图: 2"B3Q:0he|  
    Ts 3(,Y  
    `bEum3l\6]  
    !gG\jC~n  
    演算 Kvh6D"  
    K9Bi2/N  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: LJBDB6  
               mG+hLRTXP  
    } bEu+bZ  
    Zq>}SR  
    在这个等式中变量定义如下: k?'PCV  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) >Av%[G5=h#  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) Lz;E/a}s  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx -O>*` O>M  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Zbjj>*2%^  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ;@I}eZ,f$  
    •   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) 21G:!t4/?n  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) QLAyX*%B  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 M ^~  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 XrQS?D `  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 2`w\<h  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) oxL4* bqZ  
    •     F == focal length(焦距 O7\ )C]A  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) pd X"M>  
    a3oSSkT  
    比较 /pDI \]  
    IXmO1*o@  
    在下图中: X5eTj  
    透镜EPD=10mm 5zsXqBG  
    截止频率=184lp/mm $; t#pN/`  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 !;YQQ<D  
         Zc57]~  
    "rI By  
    在下面的图表中: {cBLm/C  
    透镜EPD=13.31 mm hX@.k|Yd  
    截止频率=250 lp/mm wq"AWyu  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm =m= utd8  
         #] 5|Qhrr+  
    Ig6>+Mw  
    "RJf2~(ZX  
    杂散光对评价函数的影响
    CQNt  
    uH-*`*  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Ctxx.MM  
    v]HiG_C  
    `g iCytv  
    1f1J'du  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: c/57_fOK  
    weiqt *,8  
    W[3)B(Vq<E  
    IK-E{,iKc  
    ?$^qcpJCp  
    QQ:2987619807 4GRmo"S  
     
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