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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 _9z/>e  
    e<9nt [  
    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"tv  
    :ZL>JVk  
    建立系统 l*v([@A\  
    >^-[Mpa(*  
    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"%eWT`  
    'oT}jI  
    Ep?a>\  
    0'py7  
    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。 awkVjyqX  
             UkqLLzL  
         (VOKa  
                   mSj[t   
    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。 WHNb.>  
    e< CPaun  
    Q ,;x;QR4  
    `%ENGB|  
    Ro<!n>H  
    \s+MHa&  
    E`?BaCrG~  
    .R gfP'M  
    <rC#1wR4  
        
    %'=oMbi>i4  
    分析  Nl_;l  
    XS!ZTb>[  
    这个系统的点扩散函数: @wFm])}0  
      •    Log (Normal PSF)  *$cp"  
    •    λ = 0.55 mm gx6&'${=#  
    •    0.32 waves 3rd order spherical jSVO$AW~C  
    •    EPD = 10 mm ^&6NB)6  
    •    f/# = 9.68 pc.0;g N  
    点扩散函数如下图: z9+94<J  
    }w-`J5Eq#  
    XBY"7}  
           e{} o:r  
    f.f4<_v'h  
    系统的点扩散函数是: PaDT)RrEM  
    •     Log (Normal PSF) d#d~t[=  
    •     λ = 0.55 mm *C:+N>  
    •     1 wave 3rd order spherical > Qtyw.n  
    •     EPD = 13.31 mm E, v1F!  
    •     f/# = 7.27 b>7ts_b  
    点扩散函数如下图: 19rUvgC{M  
    AO]lXa  
    }O>Zu[8a  
    @s@  
    演算 Orb(xLChJ  
    ?oJ~3K g  
    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: {+[gf:Ev  
               IW1\vfe  
    < 5PeI  
    Jzdc'3dq  
    在这个等式中变量定义如下: p)jxqg  
    •     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) CS{9|FNz  
    •     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) TkBBHg;  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx d J!o/y6  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); L[bGO|O  
    •    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, ...) RnrM rOh  
    •   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) &\H5*A.HkA  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ul%bo%&~  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 2|=_kN8;  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 &f yFUg  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 1A)~Y   
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) q"Md)?5N  
    •     F == focal length(焦距  d!t@A  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) H_j<%VW  
    16>uD;G  
    比较 oB\Xl)A<  
    <e^/hR4O  
    在下图中: +i^s\c!3;  
    透镜EPD=10mm PWMaB  
    截止频率=184lp/mm 7&3URglsL"  
    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。 ?R(3O1,v^  
         -^b^6=#  
    /wTf&_"mTL  
    在下面的图表中: )ziQ=k6d6  
    透镜EPD=13.31 mm zK 2wLX  
    截止频率=250 lp/mm *[H+8/n_  
    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 F^YIZ,=p!  
         8w&rj-  
    XNU qZ-M :  
    9^='&U9sr  
    杂散光对评价函数的影响
    //Gvk|O1  
    W/>?1+r.Z  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 #CPPdU$  
    aAri  
    7fay:_  
    Uot-@|l  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: -W_s]oBg  
     9+QrTO  
    }$U[5wL,_  
    .( h$@|Y  
    sZ"U=6R  
    QQ:2987619807 yj~"C$s  
     
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