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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 (sCAR=5v\  
    /c#l9&,  
    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. $J<  
    J {tVa(.  
    建立系统 4,~tl~FD  
    $;`I,k$0>~  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ^N-'xy  
    7"cv|6y|  
    xA #H0?a]  
    NXI[q 'y  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。  %w5[*V  
             X#ZgS!Mn  
         eFFc9'o  
                   J(s;$PG  
    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。 Q7GY3X*kA  
    1bSD,;$sQ  
    c AEokP  
    ; )llt G  
    eW50s`bKY  
    .~mCXz<x  
    CT*,<l-D  
    `@XehSQ  
    cj g.lzY H  
        
    ~xDw*AC-  
    分析 q3S+Y9L  
    H?Jm'\~  
    这个系统的点扩散函数: > 0.W`j(s  
      •    Log (Normal PSF)  'Cc(3  
    •    λ = 0.55 mm 'jjb[{g^}}  
    •    0.32 waves 3rd order spherical n7l%gA*  
    •    EPD = 10 mm lddp^ #f  
    •    f/# = 9.68 `.v(fC  
    点扩散函数如下图: AGq>=avv  
    GoE 'L  
    OYmi?y\  
           VQxpN 1  
    `ifiL   
    系统的点扩散函数是: n]N96oD  
    •     Log (Normal PSF) 0LL c 1t>}  
    •     λ = 0.55 mm S$[k Q|Am  
    •     1 wave 3rd order spherical b,<9  
    •     EPD = 13.31 mm MGt]'}  
    •     f/# = 7.27 Vrp[r *V@E  
    点扩散函数如下图: \x+3f  
    ;>"nn VW  
    W?XizTW  
    [j9E pi(  
    演算 z" QJhCh7  
    ig_2={Q@  
    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: ^b-18 ~s  
               h(' )"  
    9|W V~  
    B0Xl+JIR#  
    在这个等式中变量定义如下: :c]`D>  
    •     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) ,)fkr]`<  
    •     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) Ee2c5C!|C  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx N_DT7  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); )S@jDaU<  
    •    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, ...) (@sp/:`6  
    •   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) Lm%GR[tyQ  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 5#2 F1NX  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 GWP dv  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 }!d;(/)rb  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) xWX*tJ4  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) C)RBkcb  
    •     F == focal length(焦距 }e]f  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) mpay^.(%  
    9#/(N#>  
    比较 =o=1"o[  
    7^:4A'  
    在下图中: `a]44es9q  
    透镜EPD=10mm V H^AcO  
    截止频率=184lp/mm $2#7D* Rx  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 g:#d l\k  
         b.yh8|&  
    >G"X J<IO  
    在下面的图表中: f4('gl9  
    透镜EPD=13.31 mm (lH,JX`$a  
    截止频率=250 lp/mm ^ 4hO8  
    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 XvGA|Ekf<  
         V5rp.~   
    2k -+^}r  
    -X1X)0v$  
    杂散光对评价函数的影响
    >^_ bD  
    HgRwi It  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 cma*Dc  
    !u;>Wyd W  
    M8;lLcgu.  
    \gO,hST   
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: yJJ4~j){l  
    *OTS'W~t  
    4&X*pL2;  
     
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