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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 i4 y(H  
    PQr#G JG7  
    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。 Y- z~#;  
    ]9!Gg  
    建立系统 bQ${8ZO  
    n^g-`  
    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。 N^nDWK  
    s (l+{b &  
    [346w <  
    r;@: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。 XFLjVrX[  
              mP`,I"u  
         D/ NIn=>j  
                   .)oQM:F (h  
    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。 |\yDgs%EGy  
    \oD=X}UQw(  
    [U+<uZzOC  
    ?w|\ 7T.?  
    l,~ N~?  
    )%-\hl]  
     )^QG-IM  
    &**.naSo  
    $n_sGr  
        
    am)J'i,  
    分析 DVeF(Y3&  
    btkMY<o7  
    这个系统的点扩散函数: }J4BxBuV8  
      •    Log (Normal PSF) }&'yt97+  
    •    λ = 0.55 mm 7D9h;gsP  
    •    0.32 waves 3rd order spherical {#d`&]  
    •    EPD = 10 mm [{Klv&>_/  
    •    f/# = 9.68 MXu+I,y*  
    点扩散函数如下图: PhI{3B/  
    f(zuRM^5  
    =r@ie>* U  
           g*\v}6 h  
    f/|a?n2\hm  
    系统的点扩散函数是: :7'0:'0$t  
    •     Log (Normal PSF) _^,[wD  
    •     λ = 0.55 mm r.W"@vc>  
    •     1 wave 3rd order spherical ^{:[^$f:l  
    •     EPD = 13.31 mm `04Y ;@w  
    •     f/# = 7.27 LqH?3):  
    点扩散函数如下图: \)s 3]/"7  
     _j?=&tc  
    ^AC+nko*  
    `;8u9Ff  
    演算 v6, o/3Ex  
    vb4G_X0S  
    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: DrYoC7   
               ABS BtH ?  
    yO69p  
    /ux#U]x  
    在这个等式中变量定义如下: gJ}'O4*b  
    •     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) 1QdB`8in  
    •     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) Ts?>"@  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx !&:.Uh  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); [zO(V`S2  
    •    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, ...) E t[QcB3  
    •   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) e?'k[ES^  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) d+wNGN  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 *1 eTf  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 h;h,dx  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) PT5ni6  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) $f@-3/V6{  
    •     F == focal length(焦距 nD{;4$xP`  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) d4rJ ?qw  
    mfi'>o#  
    比较 d%|#m)  
    OA5md9P;d  
    在下图中: nCmrt*&}  
    透镜EPD=10mm nV6g]#~ @  
    截止频率=184lp/mm MyS7AL   
    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。 Ab|NjY:  
         AhFI, x  
    "7u"d4h-:(  
    在下面的图表中: Xf/<.5A  
    透镜EPD=13.31 mm OCoRcrAx  
    截止频率=250 lp/mm ;@UX7NA  
    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\th8/ /  
         g 0_r  
    < EE+ S#z  
    2ZFK jj  
    杂散光对评价函数的影响
    x)Om[jZE  
    G"R>aw  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Rhxm)5+  
    V$]a&wM<5  
    t 1'or  
    AG!a=ufc0  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: NNrZb?  
    v-]-wNqT  
    q|_ 5@Ly  
     
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