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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。 3`reXms*{  
    &Gh,ROo4  
    建立系统 ?IAu,s*u  
    h&j2mv(  
    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。 Z(6.e8fK  
    {'4#{zmp  
    s@{82}f~  
    F)cCaE;  
    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。 X&zGgP/  
             ~JT2el2W7p  
         xK6`|/e  
                   + -Rf@  
    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{)D_Bi  
    y7UU'k`  
    c)#7T<>*'  
    L!xFhVA<  
    #k9&OS?  
    nqH[ y0  
    E9\"@wu[d  
    :-d#kU  
    Sk53Lc  
        
    c-hc.i}!  
    分析 YWn""8p;P  
    Mrk3r/ 8w  
    这个系统的点扩散函数: m~Pk ]~j  
      •    Log (Normal PSF) enPtW  
    •    λ = 0.55 mm q,ie)`  
    •    0.32 waves 3rd order spherical qe&|6M!  
    •    EPD = 10 mm g sm%4>sc  
    •    f/# = 9.68 6k0Awcr  
    点扩散函数如下图: }T.>p#z  
    E?+~S M1~  
    H'3 pHb  
           3Y#  
    H&ek"nP_  
    系统的点扩散函数是: 'G65zz  
    •     Log (Normal PSF) !X7z y9  
    •     λ = 0.55 mm =* 'yGB[x)  
    •     1 wave 3rd order spherical 4Vi*Qa_,y  
    •     EPD = 13.31 mm \{<ml n  
    •     f/# = 7.27 &5K3AL  
    点扩散函数如下图: ]7<$1ta  
    &]a(5  
    (QIU3EN  
    }BS EK<W  
    演算 e- `9-U%6  
    $DH/  
    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:  Fw[1Aa#  
               iyCH)MA  
    x(u.(:V  
    BsXF'x<U*  
    在这个等式中变量定义如下: \ &|xMw[  
    •     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 ] *w1  
    •     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) ;s,1/ kA  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx $xW9))  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); EUt2 S_2P  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) / P@P1l|I  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) <P1nfH  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) I[Bp}6G  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ^Vth;!o  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 >1Iw!SO+  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) #pRbRT9  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) n.N0Nhd  
    •     F == focal length(焦距 6$PQ$  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 0KExB{K  
    :Hitx  
    比较 9r\p4_V  
    ^K`PYai  
    在下图中: |(x%J[n0+  
    透镜EPD=10mm W{JR%Sq$  
    截止频率=184lp/mm / tkV/  
    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。 ]p(es,[  
         qtVgjT2#H  
    68~]_r.a  
    在下面的图表中: 'GW~~UhdW  
    透镜EPD=13.31 mm }c9RDpjh~  
    截止频率=250 lp/mm E\4ZUGy0  
    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 @?tR-L<u  
         8}oe))b  
    7zQGuGo(  
    NB3+kf,  
    杂散光对评价函数的影响
    +tkm,>s  
    #m7evb5eg*  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 N["M "s(N  
    j5hQ;~Fa|  
    )@ B !  
    SPT x-b[  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: sWA-_4  
    \ Ho VS  
    MkZoHzg}c  
     
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