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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 S,`Sq8H  
    1(:=j Ofk  
    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。 ;8;~C "  
    Ghgv RR$  
    建立系统 RZV1:hNN  
    pZ_FVID  
    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。 G7_"^r%c9;  
    2,XqslB)  
    7u`}t83a  
    '#4mDz~  
    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。 ,a]~hNR*X  
             G%p!os\>  
         kXZV%mnT7  
                   P7>C4rmQ  
    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。 L"[wa.<  
    WW\)B-}T  
    $p6Xa;j$9  
    X,!OWz:[  
    |{ /O)3  
    +{Jf]"KD  
    >e$^# \D  
    h[`Op#^x3  
    .f92^lu9  
        
    R 6yvpH  
    分析 [>J~M!yu:r  
    bhm~Ii  
    这个系统的点扩散函数: ,Y\4xg*`  
      •    Log (Normal PSF) 3Ibt'$dK  
    •    λ = 0.55 mm xwH|ryfs,Z  
    •    0.32 waves 3rd order spherical B> " r-O  
    •    EPD = 10 mm E-U;8cOMv  
    •    f/# = 9.68 dW^_tzfF7  
    点扩散函数如下图: !DX/^b  
    c7nk~K[6  
    fkv{\zN  
           Lq $4.l[j  
    m/F(h-?  
    系统的点扩散函数是: f/[?5M[  
    •     Log (Normal PSF) Mevyj;1t  
    •     λ = 0.55 mm U9p.Dh~)vG  
    •     1 wave 3rd order spherical 1-]x  
    •     EPD = 13.31 mm = a.n`3`Q  
    •     f/# = 7.27 fddbXs0Sn  
    点扩散函数如下图: b{|/J<Fe  
    }zS&H-8K  
    'ZZ WH  
    q(ET)xCeD  
    演算 )|^<woli,  
    komxot[[  
    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}U&bFl  
               K^qUlyv  
    \,bFm,kC?  
    %:;[M|.  
    在这个等式中变量定义如下: Hv7D+ j8M  
    •     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) DdS3<3]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) O<d?'{  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ZNC?Ntw  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); CT:eV7<>s  
    •    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~@HC5.M  
    •   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) H.mQbD`X  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) U;Y}2  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 19-yM`O  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 GoVPo'  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) -"dy z(  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) RdVis|7o  
    •     F == focal length(焦距 dj&m  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ^`r|3c0  
    6p]R)K>wS  
    比较 }}bi#G:R+  
    u-M$45vct  
    在下图中: qH$rvD!]  
    透镜EPD=10mm -0IFPL8  
    截止频率=184lp/mm FjLv*K[#d  
    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。 (kNTXhAr4  
         BaTOh'52  
    !2M[  
    在下面的图表中: GKx,6E#JM  
    透镜EPD=13.31 mm y~ 4nF  
    截止频率=250 lp/mm ecI 2]aKi  
    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 ,Yprk%JT  
         )qP{X,Uf  
    83,1d*`  
    iK:qPrk-  
    杂散光对评价函数的影响
    x7kg_`\U  
    .,K?\WZ  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 !#gE'(J;c  
    QZa#i L  
    wOkJ:k   
    [W;dguh  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Jas|P}{=fT  
    'CAukk|  
    QpTNU.v5f  
     
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