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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 Uc[ @]  
    .^F(&c*['  
    FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 p-S&Wq  
    4H]~]?F&  
    建立系统 GdlzpBl  
    O^L#(8bC  
    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。 ;/79tlwq  
    &hSABtr}  
    p!_3j^"{  
    Ocp`6Fj  
    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。 zT< P_l  
             kLfk2A;'i  
         YTk"'q-  
                   oR1HJ2>Z1  
    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。 A#@9|3  
    je[1>\3W  
    ;WqWD-C  
    |u@/,x/t  
    AY B~{  
    fK?/o]vq  
    YPU*T&~  
    q-lejVS(g  
    knS(\51A  
        
    >Hd0l L  
    分析 6]D%|R,Q#}  
    4[P]+Z5b+  
    这个系统的点扩散函数: +! F+m V9  
      •    Log (Normal PSF) !Y95e'f.x  
    •    λ = 0.55 mm Ig{ 3>vB  
    •    0.32 waves 3rd order spherical |}07tUq  
    •    EPD = 10 mm ~ 7^#.  
    •    f/# = 9.68 g)M"Cx.  
    点扩散函数如下图: kM;fxR:-  
    dW4FMm>|  
    /9 ^F_2'_  
           %vZTD +i  
    Jjr&+Q^3Tu  
    系统的点扩散函数是: +;|" #  
    •     Log (Normal PSF) +k<0: Fi  
    •     λ = 0.55 mm \}p!S$`  
    •     1 wave 3rd order spherical O`rKxP  
    •     EPD = 13.31 mm Q&k1' nT5  
    •     f/# = 7.27 JsA.j qkB  
    点扩散函数如下图: W-8U~*/  
    y~'h/tjM@=  
    z=[?&X]O9b  
    )a=58r07  
    演算 a^xt9o`  
    ,Qb(uirl]  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: PZ[hH(EX  
                z:p;Wm  
    ri?k}XnhX  
    eJ"je@vvrK  
    在这个等式中变量定义如下: 9V0@!M8S  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) xro%AM  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ,VYUQE>\  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 0Uf.aP  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); hziPHuK9,  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) (l_/ HQ32  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) vP. ^j7wB  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 7mT iO?/y<  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 vLT$oiN[c  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 DPg\y".4Y&  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) s)BB(vQ]6  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ^NB\[ &  
    •     F == focal length(焦距) *2^+QKDG  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) +aoenUm5  
    h( V:-D  
    比较 ?igA+(.  
    BTAt9Z8qK  
    在下图中: d$}!x[g$Z  
    透镜EPD=10mm 30fqD1_{  
    截止频率=184lp/mm C &~s<tcn  
    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。 7]F@ g}8  
         xN +Oca  
    sBq6,Iu  
    在下面的图表中: m#Dae\w&  
    透镜EPD=13.31 mm 'i;/?'!W6  
    截止频率=250 lp/mm W&Xm_T[ Q  
    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 uWjSqyb:  
         Tg yY 9  
    I3^}$#>  
    jxdX7aik  
    杂散光对评价函数的影响
    vhE^jS<Tg  
    CBKLct>  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 f=T-4Of  
    h#~\-j9>  
    ; nc3O{rU  
    ~Iz{@Ep*  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: VBq|j"o0"  
    Em]2K:  
    EC`=nGF  
    8$~^-_>n/  
    !lxq,Whr{  
    QQ:2987619807 p6AF16*f0  
     
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