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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: 2021-08-02
    描述 KW pVw!  
    Swig;`  
    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。 D2Kp|F;  
    g}1B;zGf  
    建立系统 ,l\- xSM  
    G[uK-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。 &]|?o_p3W  
    #lL^?|M  
    @@Kp67Iv  
    3YOq2pW72G  
    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。 X^wt3<Kbf  
             C)ERUH2i  
         }C"%p8=HM  
                   / *#r`A  
    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。 z]_wjYn Z  
    $9_xGfx}  
    *av<E  
    ; F"g$_D0  
    -b9\=U[  
    *v!9MU9[(  
    |4;Fd9q^m  
    /[ 5gX^A  
    @k,#L`3^  
        
    2lH&  
    分析 nv|NQ Tk  
    |6sp/38#p  
    这个系统的点扩散函数: $w`x vX  
      •    Log (Normal PSF) Tztu}t]N  
    •    λ = 0.55 mm U)] oO  
    •    0.32 waves 3rd order spherical l *(8i ^  
    •    EPD = 10 mm @zW]2 c  
    •    f/# = 9.68 N2^=E1|_  
    点扩散函数如下图: )-I { ^(  
    _7Ju  
    99e.n0  
           S6Q  
    q$d>(vb q  
    系统的点扩散函数是: JzQ_{J`k  
    •     Log (Normal PSF) oM>l#><nq  
    •     λ = 0.55 mm X:"i4i[}{9  
    •     1 wave 3rd order spherical n,y ZRY  
    •     EPD = 13.31 mm cJ= 6r :  
    •     f/# = 7.27 v!~fs)cdE|  
    点扩散函数如下图: k_#ak%m/  
    $Vg>I>i  
    >C>.\  
    1hY{k{+o  
    演算 mp1@|*Sn  
    ,wb:dj-  
    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: EHJ.T~X  
               l ^0@86  
    Ko<:Z)PS  
    b|:YIXml  
    在这个等式中变量定义如下: UERLtSQ  
    •     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)  ~^:A{/  
    •     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) gD @){Ip  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx cA?W7D  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); oWT3apGO  
    •    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, ...) Hk3sI-XkA  
    •   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) g wRZ%.Cn  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) q 'yva  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 W aRw05r  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 yS'I[l  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 6P l<'3&  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) (=AWOU+  
    •     F == focal length(焦距 -=Q*Ml#I  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) b4 6~?*  
    q6luUx,@m  
    比较 s2V:cMXFn  
    JGrWHIsNV  
    在下图中: $ bR~+C  
    透镜EPD=10mm Dcgo%F-W  
    截止频率=184lp/mm Dw.J2>uj  
    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。 BL }\D;+t  
         194)QeoFw  
    Ax7[;|2  
    在下面的图表中: <)H9V-5aZ  
    透镜EPD=13.31 mm b2Fe<~S{  
    截止频率=250 lp/mm p8O2Z? \  
    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 Q(?#'<.#  
         4xje$/_d  
    ;A'mB6?%H  
    YK'<NE3 4  
    杂散光对评价函数的影响
    .*Y  
    %ntRG !  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 i[3'ec3  
    #=A)XlZMd  
    6%_nZvRv  
    !*N@ZL&X  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: uo 8YP<q  
    hMO=#up&  
    ^jZbo {  
    :4/3q|cn  
    "<1{9  
    QQ:2987619807 ^}o2  
     
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    离线lmx0321
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    只看该作者 1楼 发表于: 2021-08-02
    感谢分享,学习一下