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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 irn }.e  
    0}\8,U  
    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。 2'?C  
    NDG?X s [2  
    建立系统 "g1Fg.o  
    sv#/78~|  
    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。 Z}>+!Z  
    ahw0}S  
    )u307Lg  
    0fa8.g#I$  
    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。 l R^W*w4y  
             T>v`UN Bl]  
         k-$J #  
                   NOtwgZ-  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 sP%J`L@h  
    e!4Kl:  
    rU7t~DKS  
    ^ ;cJjl'=  
    DjiWg(X  
    31mlnDif  
    DE$T1pFV  
    3\5I4#S  
    A~'p~ @L  
        
    s1zkkLw`*  
    分析 dg;E,'e_ p  
    V V Aw y6  
    这个系统的点扩散函数: vtTXs]>  
      •    Log (Normal PSF) mz^[C7(q'(  
    •    λ = 0.55 mm mtNB09E(  
    •    0.32 waves 3rd order spherical PjU.4aZ  
    •    EPD = 10 mm \3cg\Q+~  
    •    f/# = 9.68 &- ZRS/_d>  
    点扩散函数如下图: Z DnAzAR  
    TK#-;p_  
    CfHPJ: Qo[  
           T`)uR*$  
    (9!kKMQW'  
    系统的点扩散函数是: N{fYO4O  
    •     Log (Normal PSF) cONfHl{  
    •     λ = 0.55 mm l78 :.  
    •     1 wave 3rd order spherical Ijs=4f  
    •     EPD = 13.31 mm Jry643K>:;  
    •     f/# = 7.27 9S)A6]  
    点扩散函数如下图: A|P `\_  
    b/eo]Id]  
    SrXuiiK  
    M,N(be-  
    演算 9;EY3[N  
    ~Nl`Zmn(A|  
    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: A;Uw b  
               5>M@ F0  
    QEl~uhc3  
    l,1.6  
    在这个等式中变量定义如下: PX,fg5s\b  
    •     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) 7:&a,nU  
    •     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) pPZ^T5-ks  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx )hK1W\5  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); OGU#%5"<  
    •    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, ...) zy[|4Q(?  
    •   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) s&qr2'F+z  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) =|bW >y  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 pXHeUBY.  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ~7&O[  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) .s<tQU  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 0qD.OF)8  
    •     F == focal length(焦距 '#x<Fo~hT  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ak;S Ie  
    }#U3vMx(  
    比较 gc{5/U9H*  
    G3t 4$3|  
    在下图中: E{6X-C[)v  
    透镜EPD=10mm *g/@-6  
    截止频率=184lp/mm 9:6d,^X  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 =;A~$[g  
         _k.gVm  
    -<B{?D  
    在下面的图表中: @?"t&h  
    透镜EPD=13.31 mm ' k[gxk|d2  
    截止频率=250 lp/mm a fhZM$  
    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 nzORG  
         Z'z~40Bda  
    _d/ZaCx'i  
    "n=Ih_J  
    杂散光对评价函数的影响
    T89VSB~  
    oM#S.f?  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 gedk  
    E|Z7art  
    Sf0[^"7  
     !#8=tO  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: A'X, zw^}  
    6KI< J*Wz`  
    uP[:P?,t  
    H=k*;'  
    8?7:sfc  
    QQ:2987619807 XS/5y(W  
     
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