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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 [;?"R-V"z  
     's>#8;X  
    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。 6.U  "_%  
    ~*7O(8  
    建立系统 =de<WoKnu2  
    8ji^d1G,  
    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。 8"km_[JE e  
    (ve+,H6w\  
    y Y>-MoF/t  
    cW)Oi^q%o2  
    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。 *.m{jgi1X  
             lx{.H,1~  
         IjG5X[@  
                   Jo{ zy  
    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。 y)3~]h\a  
    x7 "z(rKl  
    8^/+wa+G  
     6R;)  
    \npz .g^c_  
    ]u rK$   
    eM?rc55|  
    1@A7h$1P  
    Md8(`@`o  
        
    l^k+E-w\  
    分析 29"mE;j  
    ?SC3Vzr  
    这个系统的点扩散函数: |}_gA  
      •    Log (Normal PSF) 2?GXkPF2;A  
    •    λ = 0.55 mm `nT?6gy  
    •    0.32 waves 3rd order spherical [O^}rUqq  
    •    EPD = 10 mm 9v~1We;{$  
    •    f/# = 9.68 ?VwK2w$&={  
    点扩散函数如下图: "A%MVym."  
    f;.SSiT  
    QF\kPk(CtD  
           9[z'/ U.Bn  
    6#<Ir @z  
    系统的点扩散函数是: qE>i,|rP`  
    •     Log (Normal PSF) P?^JPbfV  
    •     λ = 0.55 mm B-!guf rnY  
    •     1 wave 3rd order spherical ;K3d' U  
    •     EPD = 13.31 mm <u0*"  
    •     f/# = 7.27 K<c2PFo)Q  
    点扩散函数如下图: 7egq4gN]2Y  
    D899gGe  
    z4CJn[m9  
    r+o_t2_b*  
    演算 [ L  
    );=Q] >  
    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: MzcB3pi  
               StEQ -k  
    x@h tx?   
    PmHd9^C  
    在这个等式中变量定义如下: -:MmSeG7gO  
    •     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) +|6`E3j%  
    •     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) &9RH}zv6  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx >wA+[81[  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ri:,q/-  
    •    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, ...) vyE{WkZxR  
    •   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) *t^eNUA  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) @9aGz6k+  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 mIvnz{_d  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 {o( * f  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) nh<Z1tMU  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) JRq3>P  
    •     F == focal length(焦距 G%;kGi`m  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) C#0brCQq3  
    MZ WmlJ   
    比较 x.ba|:5  
    fTcY"A,2  
    在下图中: mB~~_]M N  
    透镜EPD=10mm )#a7'Ba  
    截止频率=184lp/mm ?z3]   
    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。 . @@an;C  
         "v5ElYG  
    rkq#7  
    在下面的图表中: tj[c#@[B  
    透镜EPD=13.31 mm i0\)%H:z  
    截止频率=250 lp/mm iA9 E^  
    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 RpYcD  
         8fh4%#,C%  
    "CBRPp  
    j1A|D   
    杂散光对评价函数的影响
    dq(E&`SzK  
    aZ6'|S;  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 NEw $q4  
    q4/909x=  
    `Ug tvo  
    >OK#n)U`  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: `]jqQr97  
    ?_%u)S*g  
    wN(&5rfS  
    OM)3Y6rK  
    {rDq_^  
    QQ:2987619807 W qE '(  
     
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