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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 wZ~eE'zx+  
    QQX7p!~E  
    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。 Rc`zt7hbJ  
    a*Ng+~5)6  
    建立系统 5OHF=wh  
    $R/@%U)-o  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 :X#'E Lo|  
    <l^#FH  
    OG2&=~hOz-  
    ?YhGW   
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 wy# 5p]!u  
             r_M5:Rz  
         v^(J+d_>   
                   5s1XO*s)>X  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 P<IZ%eS3B  
    "o$)z'q  
    B3V+/o6  
    H@ .1cO  
    hg}R(.1K=  
    5Q@4@b{C  
    O ftjm X_  
    U7d05y'  
    n.xOu`gj  
        
    7>yb8/J  
    分析 R ;3!?`  
    ]j^rJ|WTH  
    这个系统的点扩散函数: SI/p8 ^  
      •    Log (Normal PSF) Y .\<P*iO  
    •    λ = 0.55 mm Pxe7 \e  
    •    0.32 waves 3rd order spherical hZeF? G)L'  
    •    EPD = 10 mm 6yXMre)YV  
    •    f/# = 9.68 NIxtT>[+3  
    点扩散函数如下图: _ }:#T8h  
    ~`o%Y"p%rv  
    aq%i:};  
           F=~LVaF/_  
    y'U-y"7y  
    系统的点扩散函数是: BYWs\6vK  
    •     Log (Normal PSF) z%Ivc*x5  
    •     λ = 0.55 mm #=aTSw X  
    •     1 wave 3rd order spherical PZO8< d  
    •     EPD = 13.31 mm (c1Kg   
    •     f/# = 7.27 Z^ }4bR]  
    点扩散函数如下图: hC...tk  
    T6Ks]6m_  
    PW GN UNc  
    3d*wZ9qz  
    演算 nO .:f  
    Hrj@I?4  
    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: F)hUT@  
               be:=-B7!  
    !vH={40]  
    ;>h:VnV(>(  
    在这个等式中变量定义如下: qJT|om L Y  
    •     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) uPBtR  
    •     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) m$bDWxm#e  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ]5j1p6;(`  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ^F`\B'8MF  
    •    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, ...) tY6QhhuS:  
    •   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) \6K1Z!*;  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) vON1\$bu `  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ^<QF* !  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 E j/P:nB  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) yh"48@L'D  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) $BWA= 2$  
    •     F == focal length(焦距 yc3i> w`  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) UWg+7RL  
    ({kOgOeC  
    比较 )SsO,E+t=U  
    u^]Z{K_B  
    在下图中: fGMuml?[ e  
    透镜EPD=10mm c-bTf$6}  
    截止频率=184lp/mm <<[\ Rv  
    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。 ~ U`|+ 5  
         -%6Y&_5VK  
    1n )&%r  
    在下面的图表中: NM&R\GI  
    透镜EPD=13.31 mm OZi4S3k  
    截止频率=250 lp/mm ]8ob`F`m,  
    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 fW8whN  
         XI58Cy*!  
    OIdoe0JR:O  
    8I,/ysT:  
    杂散光对评价函数的影响
    C{P:1ELYXH  
    Jw)-6WJ!uO  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 =y WHm  
    zvHeoM ,  
    z2cd1HxN  
    7Hzv-s  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: +a}>cAj*  
    c$52b4=a  
    5Int,SX  
     
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