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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 *VbB'u:  
    O/?Lk*r  
    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。 d,hKy2  
    U= Gw(  
    建立系统 ']x`d  
    r?:zKj8/u  
    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。 2!}:h5   
    z;V Ai=m q  
    nx2iEXsa  
    'l&),]|$)  
    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。 hHu?%f*  
             !"G|y4O  
         e hgUp =  
                   ~!PaBS3A  
    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。 [myIcLp^aP  
    ]"*sp  
    THOXs; k0  
    PQ#zF&gL9t  
    wT taj08D  
    S260h,(,  
    `veq/!  
    k)a3j{{  
    f3p)Q<H>`(  
        
    1 luRTI8^  
    分析 g5\EVcHkz  
    (oUh:w.]Gw  
    这个系统的点扩散函数: .!B>pp(9  
      •    Log (Normal PSF) 03!!# 5iJ  
    •    λ = 0.55 mm >U.f`24  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Yp;6.\Z8[  
    •    EPD = 10 mm %xJ6t 5.-  
    •    f/# = 9.68 g]ct6-m  
    点扩散函数如下图: KysJ3G.k\  
    FEF $4)ROv  
     t=6[FK  
           RyN}Gz/YN  
    -Y{=bZS u  
    系统的点扩散函数是: $#HPwmd  
    •     Log (Normal PSF) nXg:lCI-uu  
    •     λ = 0.55 mm J/{!_M-  
    •     1 wave 3rd order spherical )[Bl3+'  
    •     EPD = 13.31 mm x =7qC#+)  
    •     f/# = 7.27 <* vWcCS1  
    点扩散函数如下图: g?mfpwZj  
    iVQ)hs W/  
    G'dN_6ho3  
    8Q*477=I  
    演算 $lC*q  
    .O1Kwu  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: x3QQ`w-  
               |_H{ B+.  
     (H*EZ  
    >X$I:M<L  
    在这个等式中变量定义如下: ,5 A&  
    •     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) - / tzt  
    •     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) DEFh&n  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx y?}R,5k  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); sT;:V  
    •    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, ...) T l%n|pc  
    •   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) h=7eOK]  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) H*H=a  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 >(9"D8  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 @Q%g#N  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) E979qKl  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 8YLS/dN0 w  
    •     F == focal length(焦距 EXz{Pqz  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) G^6\OOSy  
    `SN?4;N0  
    比较 8A,="YIt  
    AgU 7U/yk  
    在下图中: J=OWXL!<a  
    透镜EPD=10mm -|/kg7IO\  
    截止频率=184lp/mm -gzY ~a  
    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。 $1ZF kw  
         n?EL\B   
    M,WC+")Z=  
    在下面的图表中: yrgb6)]nm@  
    透镜EPD=13.31 mm /qeSR3WC  
    截止频率=250 lp/mm .%3qzOrN  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm %CaUC'  
         g0&Rl  
    F# a)"$j;  
    L74Sx0nk=  
    杂散光对评价函数的影响
    [-pB}1Dxb  
    5"cYZvGkJ  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 -y1t;yU.L  
    rf:C B&u  
    ^;xO-;q  
    !P"=57d}"l  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: /U1 jCLR'  
    &qP@WFl  
    *K}j>A  
    \@eC^D2  
    y9@DlK  
    QQ:2987619807 P:3%#d~q  
     
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