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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 #`?uV)(  
     6W3}6p  
    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。 i3f/{D/  
    />]/At  
    建立系统 mD|<qsY)  
    v^KJU +  
    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。 `.><$F  
    zu*h9}  
    CVu'uyy  
    Ih"f98lV  
    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。 >o(*jZ  
             vR:t4EJ`  
         ;m;wSp  
                   ysvn*9h+&  
    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。 d{DlW |_  
    ~lQ]PKJ"  
    BhNwC[G?m  
    R[o KhU  
    1q/z&@+B  
    z#O{rwnl  
    h j9 b Mj  
    pQW^lqwZ:6  
    `(16_a  
        
    GY0<\-  
    分析 8f#YUK sW=  
    ~|?2<g$gYR  
    这个系统的点扩散函数: DfqXw^BKD  
      •    Log (Normal PSF) SkN^ytKE  
    •    λ = 0.55 mm -Xx,"[sN\w  
    •    0.32 waves 3rd order spherical X/'B*y'=U  
    •    EPD = 10 mm ,P5HR+h  
    •    f/# = 9.68 Cvi-4   
    点扩散函数如下图: R:OoQ^c  
    8CMI\yk  
    wwE9|'Ok  
           GAPZt4Z2  
    }8 ,b; Q  
    系统的点扩散函数是: /n(0nU[  
    •     Log (Normal PSF) OhIUm4=|$  
    •     λ = 0.55 mm vChkSY([  
    •     1 wave 3rd order spherical O+(Z`,^  
    •     EPD = 13.31 mm `\#Q r|GC  
    •     f/# = 7.27  #]n[  
    点扩散函数如下图: m|e!1_ :H  
    [gD02a: u  
    0(0Ep(Vj  
    =]"[?a >  
    演算 "<bL-k*H)  
    =OhhMAn  
    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: c1b@3  
               A9F&XF7{  
    SyTcp?H  
    Z=n& fsE  
    在这个等式中变量定义如下: `[Kh[|  
    •     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) "xYMv"X  
    •     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) ]uj H7T  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 7Nx@eoZ  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); #& R x(  
    •    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, ...) L"#Tas\5  
    •   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) b abDLaC@  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) )HR'FlxOd  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 <K|_M)/9  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 )p ,-TtV  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) B*K%&w10~  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) pHKj*Y  
    •     F == focal length(焦距 ;LthdY()n(  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 9OP d'f  
    w QwY_ _  
    比较 !0E$9Xon  
    C$M^<z  
    在下图中: mn4j#-  
    透镜EPD=10mm <S TwylL  
    截止频率=184lp/mm nM\W a  
    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。 'j>^L  
         dYk)RX`}7!  
    T%- F,i  
    在下面的图表中: Xs*~ [k'  
    透镜EPD=13.31 mm c[J#Hc8;  
    截止频率=250 lp/mm -mcLT@  
    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 Zo'lvOpyZ  
         Eq'YtqU  
    ml\7JW6Rx  
    K\=bpc"Fy  
    杂散光对评价函数的影响
    ~r&Q\G  
    Pbd#Fu;  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ]Cbht\Ag"  
    ukvz#hdE  
    .|x0du|  
    }MuXN<DDb  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: SAly~(r?/  
    ]!0 BMZmf  
    A]Q4fD1q  
    +1F@vag7  
    HwM:bY N  
    QQ:2987619807 OjyS ?YY)b  
     
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