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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 ~.tvrx g  
    =5]n\"/  
    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。 ~XM[>M\qB  
    Y Z}cB  
    建立系统 ~Vh=5J~  
    $r.U  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 *b(wVvz  
    6Y*;{\Rd  
    T`YwJ6N  
    oh8L`=>&a  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 {Q (}DI  
             C9tb\?#  
         6.Ie\5-a;  
                   cA`4:gp  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 +=@^i'  
    .QWhK|(.!  
    `$;+g ,  
    c=p=-j=.J  
    >wON\N0V_  
    |w&~g9   
    xh9qg0d  
    y2Bh?>pg  
    BNm4k7 ]M  
        
    {ShgJ ;! Q  
    分析 "cUg>a3  
    JNU/`JN9f  
    这个系统的点扩散函数: r#876.JK  
      •    Log (Normal PSF) Z| 6{T  
    •    λ = 0.55 mm 2!&pEqs  
    •    0.32 waves 3rd order spherical =yi OJyx  
    •    EPD = 10 mm Mhpdaos  
    •    f/# = 9.68 ~5aE2w0K   
    点扩散函数如下图: @"87F{!  
    |Fln8wB  
    b[^{)$(  
           ROAI9sW0  
    ? 5|/ C  
    系统的点扩散函数是: [I+9dSM1t  
    •     Log (Normal PSF) Pe^ !$  
    •     λ = 0.55 mm D,;\F,p  
    •     1 wave 3rd order spherical dSK 0h(8  
    •     EPD = 13.31 mm f?UzD#50D  
    •     f/# = 7.27 Di(9]: +  
    点扩散函数如下图: F@W*\3)  
    /p`&;/V|  
    JSVeU54T^<  
    e<+<lj "  
    演算 M@7Xp)S"  
    pA4 ,@O  
    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: ocA]M=3~k  
               "~+.Af  
    %vqT#+x  
    C7"HQQ  
    在这个等式中变量定义如下: 2W$lQ;iO  
    •     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) 2<W&\D o@  
    •     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) POd/+e9d  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Eu<r$6Q0}o  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Bq}x9C&<  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) I 48VNX  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) J\`^:tcG  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) d0UZ+ RR#  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 9C}qVoNu  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 x7ATI[b[  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) "dCzWFet  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) &^QPkX@p  
    •     F == focal length(焦距 9%,;XQ  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) v|@1(  
    YMzBAf  
    比较 W kkxU.xXE  
    Y`li> .\  
    在下图中: zY APf &5  
    透镜EPD=10mm o:\XRPB  
    截止频率=184lp/mm >{&A%b4JF  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 C3"&sdLb$  
         _/x& <,3  
    ,b.n{91[]x  
    在下面的图表中: qu{mqkfN>  
    透镜EPD=13.31 mm K8Zt:yP  
    截止频率=250 lp/mm r_o<SH  
    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 i Ci>zJ  
         :YvbU Y  
    ;93KG4a  
    &L3 #:jSk  
    杂散光对评价函数的影响
    L#j/0IHD  
    L3c*LL  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 z,Xk\@  
    i^g~~h F  
    /bcY6b=:  
    qei$<j'b  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ;'1Apy  
    tgN92Q.i6T  
    Auac>')&Q  
    n2'|.y}Um:  
    H@W0gK(cS;  
    QQ:2987619807 ^KH%mSX>  
     
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