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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 u $B24Cy.  
    Cq[Hh#q  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 4>/i,_&K K  
    LP/SblE  
    建立系统 C}ASVywc,1  
    z /nW; ow  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ^>^h|$  
    8U n0<+b  
    wYDdy gS  
    \odns  
    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。 `~\8fN  
             R+2~%|{d  
         ZZ/k7(8  
                   u>:j$@56  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 s<oT,SPt  
    N,.awA{  
    ^gkKk&~A5?  
    Htfq?\ FD  
    <sX_hIA^Fx  
    "'XYW\bI  
    k5 *Z@a  
    ~6+Um_A_L  
    Sj IDzNI5  
         jUDE)~h  
    分析 qIB2eCXw  
    c[$i )\0  
    这个系统的点扩散函数: (j(9'DjP  
      •    Log (Normal PSF) @Fzw_qr M  
    •    λ = 0.55 mm ap,zC)[  
    •    0.32 waves 3rd order spherical bR$5G  
    •    EPD = 10 mm 5kADvi.  
    •    f/# = 9.68 G_5w5dbG  
    点扩散函数如下图: d[*NDMO  
    w2jB6NQX  
    C =B a|Z  
           M:L-j{?y_  
    P.(z)!]  
    系统的点扩散函数是: KuEM~Q=  
    •     Log (Normal PSF) ~#)9Kl7<X  
    •     λ = 0.55 mm 9$}> O]  
    •     1 wave 3rd order spherical b@sq}8YD|z  
    •     EPD = 13.31 mm +UX} "m~W  
    •     f/# = 7.27 ~}SQLYy7Z  
    点扩散函数如下图: @}uo:b:Q  
    qk>M~,  
    c(Fo-4K  
    ]\]mwvLT  
    演算 P7REE_<1  
    &B++ "f  
    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: [?(qhp!  
               j 20m Z  
    9*Fc+/  
    5HTY ~&C  
    在这个等式中变量定义如下: \`%#SmQF  
    •     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) r5+ MjR  
    •     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) =/\l=*  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Hq>rK`  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); &4)PW\ioY  
    •    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, ...) v+dT7* ^@  
    •   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) Ye^xV,U@  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) m`b:#z  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 NH1ak(zHW  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 IxY!.d_s|~  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) A2Iqn5  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 4 XGEw9`3  
    •     F == focal length(焦距 Nov An+  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 8^R~qpg%  
    n@S|^cH  
    比较 ZW 5FL-I  
    qQS&K%F  
    在下图中: =,&{ &m)  
    透镜EPD=10mm 6+C]rEY/o  
    截止频率=184lp/mm F$9+WS`c  
    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。 u!b0 <E  
         n:Dr< q .  
    tMo=q7ig  
    在下面的图表中: a`Q-5* \;z  
    透镜EPD=13.31 mm 6c}nP[6|  
    截止频率=250 lp/mm '[bw7T  
    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 5 L-6@@/  
         y@Td]6|f  
    -&QpQ7q1  
    -NDB.~E^DJ  
    杂散光对评价函数的影响 Ju.T.)H  
    aDE}'d1qo  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 D@k#'KU  
    W=,]#Z+M;  
    C4|79UG>s  
    j'UW gwB  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: !{ORFd  
    9v7}[`^  
     
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