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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 %]gn?`O  
    c&X{dJWD   
    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。 HQUeWCN  
    ybeKiv9  
    建立系统 Q\GDrdA  
    eVt$7d?Jw  
    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。 ?Zc"C  
     U3izvM  
    qS/V"|G(  
    P+!"wX0*N  
    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。 (x"BR  
             xXY.AoO6  
         !IC-)C,q  
                   $`8Ar,Xz`  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ik"sq}u_]E  
     ],ZzI  
    277ASCWLkU  
    zF@o2<cD@  
    mCs#.%dU  
    op"$E1+  
    DbZ0e5  
    SFb{o <0 =  
    Z1ALq5  
        
    \.f}W_OF  
    分析 CvPioi  
    qC_mu)6  
    这个系统的点扩散函数: l akp  
      •    Log (Normal PSF) \X F}?*8  
    •    λ = 0.55 mm j7MO'RX`&  
    •    0.32 waves 3rd order spherical t ?h kL  
    •    EPD = 10 mm [3W*9j  
    •    f/# = 9.68 < AI;6/  
    点扩散函数如下图: uK ("<u|  
    Aj9Ji"18za  
    'JZJFE7Z  
           fa&-. *  
    ~1*A  
    系统的点扩散函数是: Y7GF$}%UL  
    •     Log (Normal PSF) &3v&i*DG,I  
    •     λ = 0.55 mm 5tv<8~:K  
    •     1 wave 3rd order spherical C{Asp  
    •     EPD = 13.31 mm z305{B:Y  
    •     f/# = 7.27 Uw/l>\  
    点扩散函数如下图: 0Rz(|jlbS  
    Vvt  ;  
    <e)o1+[w  
    K9[e>  
    演算 6*nAo8gl  
    .fzu"XAPu  
    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: ,&7Wa-vf  
               h{}mBQl  
    TwvAj#j  
    451'>qS  
    在这个等式中变量定义如下: H^~.mBP n  
    •     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) H@l}[hkP  
    •     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) QM5 .f+/  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ~AG$5!  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); pO~c<d}b  
    •    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, ...) #hL*r bpT  
    •   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) +'#oz+  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) =q(GHg;'  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ~u&|G$1!0  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 \aP6_g:N}  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) sT1&e5`W  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) s?3i) Ymr  
    •     F == focal length(焦距 Qn:kz*:  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) _2hXa!yO  
    sk2%  
    比较 2UP,Tgn..  
    Q0_>'sEM  
    在下图中: !&] z*t  
    透镜EPD=10mm 8[bkHfI  
    截止频率=184lp/mm t~M $%)h  
    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。 u>.y:>  
          m@rSz  
    w7-WUvxl  
    在下面的图表中: ~VTs:h  
    透镜EPD=13.31 mm Qbeeq6  
    截止频率=250 lp/mm N;HIsOT}t  
    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 BRbV7&  
         kII7z;<^`  
    :Dl% _l  
    WW "i  
    杂散光对评价函数的影响
    .~=HgOJ  
    ~!+ _[uJ  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Nm]% }  
    ~# 7wdP  
    vt]F U<  
    \ Aq;Q?  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: AxCI 0  
    N dR ]  
    jB@4b 'y  
    TYjA:d9YH  
    Erb Sl  
    QQ:2987619807 |V`S >m%N  
     
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