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    [产品]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-28
    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。 (7<G1$:z=  
    >k\p%{P  
    建立系统 nW]CA~  
    FWeUZI+  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 HdlO Ga6C  
    Kh4rl)L*+%  
    ,? <;zq  
    &;?+ ^L>  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 #QsJr_=  
             7R[7M%H  
         o% Q7 el$f  
                   J#H,QYnf(L  
    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。 bn|HvLQ"1  
    f%n ;Z}=  
    eXsp0!v  
    -}4CY\d6'  
    Cm8h b  
    fX:q ]  
    {9;-5@b  
    #\N8E-d  
    4/{pz$  
        
    lE%KzX?&  
    分析 .!^OmT,u  
    !W,LG$=/  
    这个系统的点扩散函数: PUD8  
      •    Log (Normal PSF) z2Wblh"_  
    •    λ = 0.55 mm lGK7XAx,  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 4sSw7`  
    •    EPD = 10 mm 2sgp$r  
    •    f/# = 9.68 zQO 1%g  
    点扩散函数如下图: fz VN;h  
    9Bpb?  
    dm"x?[2:  
           :''Swi<H  
    HZ!<dy3  
    系统的点扩散函数是: 8 [,R4@  
    •     Log (Normal PSF) 6qmV/DL  
    •     λ = 0.55 mm 5`&@3 m9/  
    •     1 wave 3rd order spherical IDpLf*vSG  
    •     EPD = 13.31 mm I m-M2n  
    •     f/# = 7.27 I AUc.VH  
    点扩散函数如下图: };}N1[D   
    A>Qu`%g*  
    F@ |(  
    wPYeKOh'  
    演算 6)=;cc{Vr  
    hN0h'JJ[7  
    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: v; ewMiK@E  
               nfZe"|d  
    O5:U2o-  
    SJc*Rl>  
    在这个等式中变量定义如下: ro?.w  
    •     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) F@ pf._c  
    •     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) \I6F;G6  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx )#4(4 @R h  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); j p}.W  
    •    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, ...) xh<{lZ)KJ  
    •   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) wZCboQ,  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) OhaoLmA}6  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 HnFH|H<Uf  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 WC_U'nTu4  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ;#Qv )kS*  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) !jEV75  
    •     F == focal length(焦距 0S+$l  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) mW[w4J+7P  
    T^+K`U  
    比较 gyy}-^`F  
    %< ;u JP K  
    在下图中: ;InMgo,  
    透镜EPD=10mm A? jaS9 &)  
    截止频率=184lp/mm  xi<}n#  
    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。 >D##94PZ  
         MVQ6I/EA4  
    {@x-T  
    在下面的图表中: i*4v!(E  
    透镜EPD=13.31 mm DuAix)#FN9  
    截止频率=250 lp/mm RxPD44jVA  
    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 tNqSCjQ~_c  
         P A*U\  
    )FA:wsy~E  
    Mw+ l>92  
    杂散光对评价函数的影响
    Ps 0<CUyI  
    'tQp&p j  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃  RZqMpW  
    .A/xH x  
    (VCJn<@@  
    }a UQ#x  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: zw5Ol%JF  
    4 8; b  
    f/.f08  
     
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