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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: 2024-11-07
    描述 e' o2PW  
    Zh;wQCDj  
    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。 Au'y(KB  
    0>Snps3*Z  
    建立系统 8#yu.\N.xt  
    h8asj0  
    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。 &L$9Ii  
    P.XT1)qo*  
    4F|79U #  
    4T(d9y  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 I?}jf?!oM  
             kZz'&xdv'.  
         0fXMY-$I  
                   bh1$ A  
    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。 c%/b*nQ(=  
    ?'TK~,dG/  
    g~y0,0'j1\  
    ]5"k%v|  
    YUEyGhkMV{  
    &~P4yI;,  
    ZQE1]ht  
    iibG$?(  
    71R,R,  
         ce\d35x!  
    分析 qX-ptsQ  
    4n1g4c-   
    这个系统的点扩散函数: b!@PS$BTxq  
      •    Log (Normal PSF) d#0:U Y%~  
    •    λ = 0.55 mm 6P{^j  
    •    0.32 waves 3rd order spherical X>[i<ei  
    •    EPD = 10 mm UA8hYWRP  
    •    f/# = 9.68 Mqd'XU0L  
    点扩散函数如下图: 60!%^O =  
    z)^|.  
    HJAiQ[m5s  
           T"z<D+ pN  
    ~|} ]  
    系统的点扩散函数是: U S ALoe  
    •     Log (Normal PSF) '|SO7}`;Q  
    •     λ = 0.55 mm +Umsr  
    •     1 wave 3rd order spherical nXRa_M(z8  
    •     EPD = 13.31 mm =8T!ldVxES  
    •     f/# = 7.27 mF;mJq<d  
    点扩散函数如下图: 9Y,JYc#  
    RJWO h  
    M4C8K{}  
    U9:)qvMXe  
    演算 X 61|:E  
    n>ui'}L  
    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: GJ*IH9YR  
               L?[m$l!T}  
    &|k=mxox\  
    K'ZNIRr/ C  
    在这个等式中变量定义如下: * hs&^G  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) 0A) 0Zw  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) fmz"Zg 9=  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx oFU:]+.+D  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); w{W+WJ  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) S/`#6  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) Qfn:5B]tI  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) _Z0 .c@0  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 %b^4XTz  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 t<Acq07  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) @njNP^'Kx  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) s6|'s<x"j  
    •     F == focal length(焦距 oPmz$]_Z  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) YcobK#c  
    0DicrnH8  
    比较 xvOz*vM?  
    7\ _MA!:<  
    在下图中: S&!(h {O  
    透镜EPD=10mm k9x[( #  
    截止频率=184lp/mm 0zH-g  
    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。  =1Sny7G  
         *-9i<@|(U^  
    C.S BJ  
    在下面的图表中: EVqW(|Xg  
    透镜EPD=13.31 mm z}MxMx c4h  
    截止频率=250 lp/mm iM<$ n2t  
    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  rexf#W)  
         J>A9]%M  
    =VD],R)  
    ^N/d`IAjv  
    杂散光对评价函数的影响 UOZ+ &DL,L  
    6MVu"0#  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 c*ueI5i  
    +7gd1^|$e  
    v])ew|  
    =5\*Zh1  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响:  cHvm  
    @ual+=L  
     
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