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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 eLYFd,?9  
    6'%]6"&M4  
    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。 Vx*q'~4y!|  
    aOD"z7}U  
    建立系统 CbHNb~  
    1wgu%$|d  
    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。 @iRVY|t/  
    |d3agfS[n  
    i`SF<)M(  
    9A_7:V]_  
    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/zCXZnw#  
             7xc<vl#:q7  
         :}JZKj!}M  
                   l17ZNDzLU  
    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。 0|ps),  
    #~x5}8  
    ?W n(ciO  
    `aUp&8{  
    cMl%)j-  
    cBI )?  
    X u_<4  
    4B]61|A  
    `"H?nf0  
        
    wF uh6!J  
    分析 3I5WDuq  
    X4$e2f  
    这个系统的点扩散函数: 2f!oA~|2  
      •    Log (Normal PSF) y2R=%EFh6  
    •    λ = 0.55 mm c Vn+~m_%  
    •    0.32 waves 3rd order spherical |&Pl4P  
    •    EPD = 10 mm #& wgsGV8C  
    •    f/# = 9.68 OkZ!ZS h  
    点扩散函数如下图: Y*k<NeDyn  
    OQ7c| O  
    qYiAwK$  
           Qm#i"jvV  
    pCmJY  
    系统的点扩散函数是: 2 mZ/ 3u  
    •     Log (Normal PSF) hPxI& :N  
    •     λ = 0.55 mm zb/Xfu.)?6  
    •     1 wave 3rd order spherical kkBU<L2  
    •     EPD = 13.31 mm @6q$Zg/  
    •     f/# = 7.27 > bF!Y]H  
    点扩散函数如下图: ?Q)Z..7  
    ^qx\e$R  
    Z]TVH8%|k  
    d5y2Y/QO  
    演算  s7 o*|Xv  
    ~5uNw*H  
    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:  vkpV,}H  
               MNqyEc""  
    AtlR!I EUb  
    LDEt.,6i  
    在这个等式中变量定义如下: A9UaLSe  
    •     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) .p9h$z^  
    •     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) %_MR.J+m2  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx mzxvfXSF  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); htYrv5q=M  
    •    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, ...) s|r7DdI  
    •   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) $Q?G*@y  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) W lQ=CRY  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 o:D BOpS  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 6r=)V$K <  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) K}`p_)(  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) hav?mnVJ  
    •     F == focal length(焦距 rg^\BUa-W,  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) u7zB9iQ&  
    Gd6 ;'ZCmY  
    比较 Q(5:~**I  
    %4|}&,%%r  
    在下图中: .cS,T<$  
    透镜EPD=10mm /B@% pq  
    截止频率=184lp/mm qb> r\bc  
    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。 ilp;@O6  
         %[\x%m)  
    PnIvk]"Ab  
    在下面的图表中: wu!_BCIy  
    透镜EPD=13.31 mm sQ:VrXwP  
    截止频率=250 lp/mm tD7C7m  
    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 <Mn7`i  
         sx<+ *Trl  
    2<o[@w  
    |z|)r"*\4  
    杂散光对评价函数的影响
    =R;1vUio  
    B%rr}Ro1e  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 /N[o[q  
    Ky9No"o  
    CDwIq>0j  
    h}`&]2|]  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ok%a|Zz+]  
    #D LT-G0  
    wy_;+ 'Y  
    w4fJ`,  
    }RN=9J  
    QQ:2987619807 F `pyhc>1;  
     
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