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    [分享]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2020-11-13
    描述 ^<w3i?KPW  
    _>4Qh#6K  
    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。 }4XXNYH  
    &09g0K66  
    建立系统 ^gdv:[ m  
    (8jQdbZU  
    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。 'm|PSwB7  
    B0$.oavC  
    3U&r K)F  
    :!<U"AC  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 _&}z+(Ug  
             gQ=l\/ H  
         l$DQkbOj  
                   [E6ZmMB&  
    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。 W $EAo+V  
    WNWtQ2]  
    #xfPobQ>il  
    t# <(Q  
    &.)ST0b4  
    9KDm<Q-mf  
    8s)(e9Sr  
    9f_Qs4  
    *4?%Y8;bF6  
        
    ,<O|Iis  
    分析 r9!,cs  
    $.T\dm-  
    这个系统的点扩散函数: |P(8T'  
      •    Log (Normal PSF) RE.t<VasP  
    •    λ = 0.55 mm Fd1jElt  
    •    0.32 waves 3rd order spherical JYO("f  
    •    EPD = 10 mm m`6=6(_p  
    •    f/# = 9.68 #bmbK{[  
    点扩散函数如下图: #Z1 <lAy  
    `i{p6-U3  
    pfF2!`7pI  
           $[{YE[a  
    V6 uh'2  
    系统的点扩散函数是: f/UIpswrZ'  
    •     Log (Normal PSF) I/Q~rVt  
    •     λ = 0.55 mm ^+rI=c 0  
    •     1 wave 3rd order spherical -mqL[ h,  
    •     EPD = 13.31 mm  RR[1mM  
    •     f/# = 7.27 Pm== m9  
    点扩散函数如下图: 9Z lfY1=  
    0+6=ag%  
    NEff`mwm5)  
    d0}P  
    演算 2"8qtG`Et  
    -E>LB\[t)  
    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: @ *n oma  
               UthM?g^  
    <P0&!yN  
    fO,m_ OR:)  
    在这个等式中变量定义如下: 3%YDsd vQx  
    •     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) z(Q 5?+P  
    •     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) (\M+E tU<9  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx buA/G-<e  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); AGK{t+`  
    •    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, ...) dr^MW?{a\  
    •   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) 3B?7h/f  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) E3QyiW  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 qTI_'q  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ((T6z$:hA  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )| 0(#R  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) !<= ^&\A  
    •     F == focal length(焦距 kWbD?i-  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) O[W/=j[  
    O1Nya\^g<I  
    比较 p61F@=EL  
    KhZ\q|5  
    在下图中: PXo^SHJ+gt  
    透镜EPD=10mm O ~D]C  
    截止频率=184lp/mm Z=zD~ka  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Oz-@e%8L  
         Nc:0opPM  
    = PIarUJ  
    在下面的图表中: 3.w &e0Es  
    透镜EPD=13.31 mm !n|4w$t"V  
    截止频率=250 lp/mm ".sRi  
    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 OpLUmn  
         _6]c f!H  
    Y%Tm `$^V  
    bj7r"_  
    杂散光对评价函数的影响
    BoP,MpF  
    CSlPrx2\  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 /TY=ig1z  
    m(CAXq-t  
    z, c=."<z  
    ];*? `}#  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: e,Sxu[2  
    Bj* M W  
    iHlee=}od  
    lD6PKZ\RIj  
    Ypwn@?xeP  
    QQ:2987619807 0`Y"xN`'i  
     
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