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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 v#?;PyeF  
    R_b4S%jhx  
    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。 +J#8w h  
    ^6J*:(eM  
    建立系统  ozKS<<  
    >+DM TV[O  
    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。 "]|7%]  
    S gssNv  
    !E|m'_x*  
    &G?"I%Vw  
    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。 YFDOp *  
             R{ udV  
         }I1j#d0.  
                   6s'n r7'0  
    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。 \01 kK)  
    bGkLa/?S  
    `z$P,^g`  
    _Tm]tlV  
    ;NE4G;px4<  
    UD.ZnE{"  
    qHT73_R  
    -9;?k{{[T  
    97~>gFU77#  
        
    O<#8R\v  
    分析 |6;-P&_n  
    o1"N{ Eu  
    这个系统的点扩散函数: .FV^hrJxI;  
      •    Log (Normal PSF) zl| XZ  
    •    λ = 0.55 mm pjl>ZoOM  
    •    0.32 waves 3rd order spherical )FPn_p#3]  
    •    EPD = 10 mm [4aw*M1z}.  
    •    f/# = 9.68 __zHe-.m  
    点扩散函数如下图: |KVVPXtq%C  
    b- bvkPN  
    8_ o~0lb  
           Q*M(d\Vs  
    /Kq'3[d8  
    系统的点扩散函数是: c&,q`_t  
    •     Log (Normal PSF) 9gglyoZ%  
    •     λ = 0.55 mm luyu7`  
    •     1 wave 3rd order spherical 8vtembna4  
    •     EPD = 13.31 mm bub6{MQW8e  
    •     f/# = 7.27 :KR KD  
    点扩散函数如下图: fFYoZ/\  
    \WbQS#Z9  
    *A4eYHn@  
    8Lgm50bs  
    演算 w^("Pg`  
    0igB pHS  
    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: ly35n`  
               ]T)<@bmL  
    sH_, P  
    <=D  a  
    在这个等式中变量定义如下: 7!h> < sx  
    •     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) GNEPb?+T  
    •     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) 3Pgokj   
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx m(d|TwG{  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); d0C _:_  
    •    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, ...) VumM`SH  
    •   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)f`(SA"<  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) c8Ud<M .  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 n\V7^N  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ipl,{  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Gi#-TP\  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) V0# Ocq,  
    •     F == focal length(焦距 "a}fwg9Y  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) vC `SD]  
    ("r:L<xe&  
    比较 ^Il*`&+?P  
    ,G5[?H;ZN  
    在下图中: yP>025o't  
    透镜EPD=10mm 8D,*_p  
    截止频率=184lp/mm ,|}mo+rb-  
    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。 !lo /L  
         R dwt4A+  
    ^Y+Lf]zz*  
    在下面的图表中: bk;uKV+<  
    透镜EPD=13.31 mm #.[eZ[  
    截止频率=250 lp/mm _H@ATut  
    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 Hk@Gkx_  
         ah_ >:x  
    m4m|?  
    %2\tly!{ %  
    杂散光对评价函数的影响
    EwU)(UK  
    %D8.uGsh  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 yz=X{p1  
    t|i<}2  
    .UNV &R0  
    Mqvo j7  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响:  X(X[v]  
    6}e*!,2Xj  
    v=0G&x=/  
    h~](9e s  
    qt*+ D  
    QQ:2987619807 R3l{.{3p2  
     
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