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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 JYb}Zw;  
    pKG<Nvgz&  
    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。 t<iEj"5  
    OX]V) QHVZ  
    建立系统 @@G6p($  
    &EGqgNl  
    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。 o +B:#@9?  
    T#@lDpO  
    WiL2  
    `_ %S  
    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。 cf_|nL#9  
             U&Wwyu:4i  
         G"5D< ]  
                   YIhm$A"z0"  
    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。 )j l 8!O7  
    0 fXLcal  
    [(kB 5 a  
    >r@.F%  
    oTjyN\?H  
    ;h=*!7:  
    <yA}i"-1W  
    :'L2J  
    zdl%iop3e  
        
    q<W=#Sx  
    分析 uE/T2BX*  
    O)|P,?  
    这个系统的点扩散函数: ~5 N)f UI\  
      •    Log (Normal PSF) ,QIF &  
    •    λ = 0.55 mm `A$!]&[~|  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Ox!U8g8c  
    •    EPD = 10 mm QS.>0i/7l  
    •    f/# = 9.68 g1E~+@  
    点扩散函数如下图: +yob)%  
    \`<cH#  
    WO5O?jo'  
           n"PJ,ao  
    `N//A}9  
    系统的点扩散函数是: TcTM]ixr  
    •     Log (Normal PSF) Cb t{ H}I3  
    •     λ = 0.55 mm )4U> !KrY  
    •     1 wave 3rd order spherical WF&[HKOy/  
    •     EPD = 13.31 mm f*{ YFg?*&  
    •     f/# = 7.27 r~-.nb"P  
    点扩散函数如下图: v44}%$  
    V"o7jsFH6n  
    hVT~~n`Rj  
    rB~W Iu  
    演算 3ya1'qUC  
    ,d+fDmm3  
    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: qW:)!z3\  
               % }|cb7l  
    L TV{{Z+  
    1(Y7mM8\  
    在这个等式中变量定义如下: c3*t_!@oC  
    •     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) V=He_9B  
    •     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) <$w?/y/'  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx W!blAkM%i  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); uJHu>M}~  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) X:a`B(@S  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) YIt& >  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) )Au6Nf  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 RgorkZlVM  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ,mS/h~-5n  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) <e]Oa$  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) do-ahl,  
    •     F == focal length(焦距 o@]So(9f  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Q-Ux<#  
    JjpRHw8\  
    比较 `~eX55W  
    9`jcC-;iv  
    在下图中: V@7KsB  
    透镜EPD=10mm +uWDP .  
    截止频率=184lp/mm IEjP<pLe  
    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。 s]T""-He  
         TSAU?r\P  
    <H1 `  
    在下面的图表中: M<SdPC(+  
    透镜EPD=13.31 mm \ \BCcr\l  
    截止频率=250 lp/mm Y={&5Mir  
    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 )15Z#`x  
         f)c~cJz<q  
    9Suu-A  
    4Wy <?O2  
    杂散光对评价函数的影响
    j*e6 vX  
    svelYe#9z  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 PiV7*F4qI.  
    }>^Q'BW;65  
    {7cX#1  
    4!asT;`'  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: P o jmC  
    n .!Ym X4  
    `r5 $LaD  
    87 }&`  
    tt%MoQ)   
    QQ:2987619807 (>mI'!4d  
     
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