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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 NY?iuWa*g  
    >/.jB/q  
    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。 "e\73?P  
    >@4Ds"Ye"O  
    建立系统 `m AYK)N  
    < :eKXH2  
    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。 jc6~V$3  
    T06w`'aL  
    UlN}SddI9  
    =fBr2%qK  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 Np9Pae'  
             T;3~teVYB  
         Tz& cm =  
                   !Y^$rF-+  
    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。 4b yh,t  
    )CL/%I,^  
    Dh{P23}  
    Jz;`L3m  
    c:z}$DK&'  
    &U.y):  
    &n6 |L8  
     :i?c  
    F+xMXBD@>*  
        
    \<%FZT_4~  
    分析 8v;T_VN  
    I GcR5/3  
    这个系统的点扩散函数: < R@&<E6  
      •    Log (Normal PSF) R<h0RKiM@  
    •    λ = 0.55 mm 8r\xQr'8h  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Eh_[8:dK  
    •    EPD = 10 mm #@5 jOi  
    •    f/# = 9.68 a~tBgy+9  
    点扩散函数如下图: t.O4-+$ig  
    y7*^H  
    d7c m?+  
           v g tJ+GjN  
    ;rF:$37^  
    系统的点扩散函数是: tK <)A)  
    •     Log (Normal PSF) S 1Ji\  
    •     λ = 0.55 mm Q([g1?F9*  
    •     1 wave 3rd order spherical ?~VevD  
    •     EPD = 13.31 mm VKrKA71Z~  
    •     f/# = 7.27 K&Q0]r?  
    点扩散函数如下图: R91u6r#  
    b;|^62  
    9Bmgz =8  
    q%^gG03.  
    演算 XlNB9\"5  
    Md m(xUs  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: UuA=qWC  
               sAc)X!}  
    *KV] MdS  
    WqU$cQD"  
    在这个等式中变量定义如下: 8|Y^z_C  
    •     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) ln!KL'T]  
    •     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) 55N/[{[  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx `Op ";E88  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 9p$q@Bc  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ;6)|'3.B9  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)  Q{Bj(f  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) _H3cqD  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 anV)$PT=  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 o_$r*Z|HG  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) +Q_Gm3^  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 86} rz  
    •     F == focal length(焦距 Cw^)}23R  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) d ly 08 74  
    )I}G:bBa  
    比较 n:!J3pR  
    Y2D) $  
    在下图中: uc"u@ _M  
    透镜EPD=10mm W]*wxzf!5z  
    截止频率=184lp/mm YGn:_9  
    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。 (c*Dvpo1  
         yq,5M1vR  
    _bz,G"w+:  
    在下面的图表中: XKK*RVs#  
    透镜EPD=13.31 mm |)_<JAN  
    截止频率=250 lp/mm #5I "M WA  
    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 ,^,J[F  
         mLYB6   
    1Q$ M/}  
    BZ T%+s;u9  
    杂散光对评价函数的影响
    ff hD+-gTU  
    / q!&I  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Qqaf\$X  
    &\K#UVDyhh  
    ]- `{kX  
    gddGl=rm  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: WL~`L!_. A  
    +]_} \  
    TPzoU" qh  
    Te/)[I'Tn  
    s`2o\]  
    QQ:2987619807 )G|U B8]  
     
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