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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 R1GEh&U{  
    o-OHjFfB  
    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。 t+iHQfuP9A  
    >P @H#=  
    建立系统 TS9|a{j3!  
    |pp*|v1t  
    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。 /M4{Wc  
    cH?B[S;]  
    C$D -Pt"+  
    !F1N~6f  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ,+xB$e  
             m?fy^>1  
         E:}r5S) 4  
                   A.F738Zp{Z  
    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+kiTsD?  
    /%TI??PGu  
    &NoS=(s,  
    >kp?vK;'B  
    i?g5_HI  
    [8,yF D_U  
    {~s DYRX  
    -pGE]nwDL  
    @u]rWVy;\[  
        
    P5nO78  
    分析 cm[&?  
    ZR]25Yy  
    这个系统的点扩散函数: $?<Z!*x  
      •    Log (Normal PSF) a8iQ4   
    •    λ = 0.55 mm Oz`BEyb]{  
    •    0.32 waves 3rd order spherical NzSoqh{R  
    •    EPD = 10 mm s,=i_gyPQ  
    •    f/# = 9.68 au=o6WRa  
    点扩散函数如下图: 2h1C9n%j9  
    K]0:?h;%Ld  
    *HO}~A%Lx  
           /bi[ e9R  
    `t9?=h!  
    系统的点扩散函数是: O_ DtvjI'  
    •     Log (Normal PSF) x+x40!+\  
    •     λ = 0.55 mm pd7NF-KD  
    •     1 wave 3rd order spherical  L0@SCt  
    •     EPD = 13.31 mm RyK\uv  
    •     f/# = 7.27 yXF?H"h(  
    点扩散函数如下图: I@%t.%O Jp  
    L>%o[tS  
    r{ef.^&:  
    %_L\z*+  
    演算 % !>I*H  
    $lIz{ySJv  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 7MHKeLq  
               ac.Ms(D  
    k |%B?\m  
    0_"fJ~Y^J  
    在这个等式中变量定义如下: /fT+^&  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) G *;a^]-  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) .0rh y2  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Upd3-2kr&J  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); h!ZV8yMc  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) d'$T4yA  
    •   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) MP 2~;T}~  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) /)(#{i*  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Jesjtcy<*  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 rT5Ycm@  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) %V{7DA&C  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Qj6/[mUr~  
    •     F == focal length(焦距  {=QiZWu  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) q**G(}K  
    /_Z652@  
    比较 W.0L:3<"  
    :WL'cJ9a  
    在下图中: a|=x5`h04~  
    透镜EPD=10mm fUQ6Z,9  
    截止频率=184lp/mm `zXO_@C  
    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。 EEZw_ 1  
         ,|plWIl~  
    [$"n^5_~  
    在下面的图表中: I=9!Rs(QF  
    透镜EPD=13.31 mm g[7#w,o  
    截止频率=250 lp/mm 16i "Yg!*  
    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 8o 0%@5M  
         *9c!^ $V  
    }HYjA4o\A  
    (BfgwC)  
    杂散光对评价函数的影响
    uDSxTz{  
    G 0;XaL:  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 qt^T6+faaQ  
    | j a-  
    'ao"9-c  
    e|D ;OM  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: w MP  
    y>|{YWbp?  
    !G}+E2fDA  
    [.*;6y3  
    %T9  sz4V  
    QQ:2987619807 Xy &uZ  
     
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