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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 T Y|5O! <  
    x+kP,v  
    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。 E$$pO.\  
    h[5<S&  
    建立系统 OL,3Jh% x  
    ~, hPi  
    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。 VZOf|o  
    oDyrf"dl  
    OD,"8JF  
    1B;-ea  
    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。 ryz [A:^G  
             O"otzla  
         DVu_KT[Hd  
                   ~<M/<%o2*  
    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。 N4 O'{  
    "J0,SFu:  
    6E9y[ %+  
    GCxtWFXH  
    IAr  
    jL$&]sQ`O)  
    E"ju<q/Q  
    P!?Je/ Tz]  
    hcQvL>  
        
    {VWUK`3  
    分析 PZ/gD  
    ,&S ^Ryc  
    这个系统的点扩散函数: Tct[0B  
      •    Log (Normal PSF) !/4f/g4Ze  
    •    λ = 0.55 mm %21i#R`E  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ` [ EzU+  
    •    EPD = 10 mm 1vcI`8%S+u  
    •    f/# = 9.68 MCamc  
    点扩散函数如下图: X-oHQu5  
    {(}Mu R  
    1a#oJU  
           {~*aXu 3  
    [\o+I:,}wi  
    系统的点扩散函数是: 1'5I]D ec  
    •     Log (Normal PSF) {}?;|&_  
    •     λ = 0.55 mm o0-7#2  
    •     1 wave 3rd order spherical  \Vis  
    •     EPD = 13.31 mm !B==cNq  
    •     f/# = 7.27 Ep% 5wR  
    点扩散函数如下图: gf]biE"k  
    (>qX>  
    a :jRQ-F)  
    G"CV S@  
    演算 B;'Dh<J1  
    0\t k/<w2  
    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: {mPalo A  
               _m!TUT8o  
    W~GbB:-  
    q #f U*  
    在这个等式中变量定义如下: ^'S0A=1  
    •     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) R9SJ;TsE  
    •     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) Ti/t\'6  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 9Vx2VjK2'  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); b _fI1f|  
    •    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, ...) uLYz!E+E  
    •   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) ~mc7O  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) W1X\!Y  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 +zxj-di M  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 JZp*"UzQr  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) \Q"o\:IoIT  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) so|5HR|  
    •     F == focal length(焦距 \F%5TRoC  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) <{7CS=)  
    ZF :e6em  
    比较 N=K|Nw  
    eqcV70E8cK  
    在下图中: QRnkj]b  
    透镜EPD=10mm >_QC_UX>4i  
    截止频率=184lp/mm qr%9S dvx  
    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。 dzZ74FE!t  
         D%v4B`4ua'  
    ]=p@1  
    在下面的图表中: }7CMXw [  
    透镜EPD=13.31 mm r]eeKV,{p  
    截止频率=250 lp/mm -ea>}S  
    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 .$+]N[-=  
         OKfJ  
    Ec| Gom?  
    u-Pa:wm0-  
    杂散光对评价函数的影响
    >{i/LC^S  
    b:.aZ7+4  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 A87JPX#R?  
    n(.y_NEgV!  
    9I8{2]  
    ; >3q@9\D  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: W B)<B  
    M:|Z3p K  
    X l#P@60  
    m xtLcG4G  
    2g1[ E_?  
    QQ:2987619807 zyTP|SXk  
     
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