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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 pmuvg6@h  
    my(2;IJ#{  
    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。 cz >V8  
    Jl( &!?j  
    建立系统 cS5Pl  
    r+A{JHnN  
    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。 dG@%jD)  
    a!a-b~#cx  
    5x5@t :  
    ,)0H3t  
    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。 kjIAep0rT  
             uZNTHD  
         v\c>b:AofD  
                   A 9( x  
    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。 /KFfU1  
    ^]H5h]U '  
    Ur9?Td'*>  
    F^WP<0C  
    p2#)A"  
    PRx8I .  
    +9M^7/}H  
    K*%9)hq  
    *w|:~g  
        
    d(\%Os   
    分析 Z/W:97M  
    *1 uKr9  
    这个系统的点扩散函数: o)h_H;  
      •    Log (Normal PSF) C uFSeRe  
    •    λ = 0.55 mm '.on)Zd.  
    •    0.32 waves 3rd order spherical U_Vs.M.p  
    •    EPD = 10 mm C_( *>!Z%  
    •    f/# = 9.68 T/b6f;t-s  
    点扩散函数如下图: ap.K=-H  
    (jnQ -  
    X.OD`.!>  
           p)jk>j B  
    TITKj?*o  
    系统的点扩散函数是: y=fx%~<> 8  
    •     Log (Normal PSF) RmI]1S_=  
    •     λ = 0.55 mm ?iw!OoZ`  
    •     1 wave 3rd order spherical 6g2a[6G5  
    •     EPD = 13.31 mm tClg*A;|B  
    •     f/# = 7.27 HguT"%iv  
    点扩散函数如下图: Vy6qbC-Kt  
    6@Y_*4$|  
    (]Z_UTT  
    ~FZ&.<s  
    演算 lAS#874dE  
    u__9Z:+  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: F0pir(n-  
               - \ 5v^l  
    *M[?bk~~  
    zkt+7,vI  
    在这个等式中变量定义如下: NokU) O;x  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) GOj-)i/_  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) DH[p\Wy'  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx SbND Y{5RO  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ? }Z1bH  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) -c_74c50  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) Umz KY  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) AV:h BoO  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 .?D7dyU l1  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 68NYIyTW9  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) (lXGmx8  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) V3 9g,=`b%  
    •     F == focal length(焦距 FTH|9OP  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ZXu>,Jy  
    dV*]f$wQ  
    比较 XtXEB<4Z  
    yd^ {tQi  
    在下图中: m.JBOq=  
    透镜EPD=10mm 7yG#Z)VE  
    截止频率=184lp/mm 8{|8G-Mi  
    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。 [8P:?nDDL  
         !SC`D])l  
    d:_t-ZZo  
    在下面的图表中: sz5MH!/PJ  
    透镜EPD=13.31 mm .\\DKh%  
    截止频率=250 lp/mm k o5@qNq  
    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 P#E&|n7DT  
         ,QOG!T4  
    fsmN)_T  
    9 3U_tQ&1?  
    杂散光对评价函数的影响
    8|b3j^u  
    V8 e>l[tH  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 sWQfr$^A  
    8&;UO{  
    Eou~P h*t  
    gMv.V{vD  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 3T31kQv{  
    ZWii)0'PV  
    K}2Erm%A@y  
    $[9%QQk5<L  
    -B>++r2A^  
    QQ:2987619807 /Y*WBTV'  
     
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