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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 m=:4`_0Q  
    /F4pb]U!*  
    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。 C_4)=#@GU  
    4#5:~M }  
    建立系统 jL^](J>  
    OM|Fwr$  
    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。 hgLj<  
    ?gPKcjgoH!  
    Yr w$  
    >[ Ye  
    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。 63.wL0~  
             +=]!P#  
         M)+$wp  
                   52b*[tZ  
    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。 YKbaf(K )9  
    f]G>(V=i  
    ]D@0|  
    *1 G>YH  
    zO V=9"~{  
    2MATpV#BT  
    8ZCoc5  
    $8p7D?Y  
    LY[~Os W  
         v3GwD0 0  
    分析 RGn!{=  
    kN%MP 6?J  
    这个系统的点扩散函数: pSm $FBW h  
      •    Log (Normal PSF) 2_ :n  
    •    λ = 0.55 mm eeHP&1= 7  
    •    0.32 waves 3rd order spherical R-Z~V  
    •    EPD = 10 mm v^ /Q 8Q  
    •    f/# = 9.68 R|f~>JUF  
    点扩散函数如下图: _{Sm k [  
    / }Rz=&  
    >7roe []-|  
           Ja SI^go  
    Yp0/Ab(v  
    系统的点扩散函数是: d/}SAvtt  
    •     Log (Normal PSF) u7xDau(c  
    •     λ = 0.55 mm <BSc* 9Q  
    •     1 wave 3rd order spherical "+zCS|   
    •     EPD = 13.31 mm A>[|g`;t  
    •     f/# = 7.27 w=|GJ 0  
    点扩散函数如下图: wHIj<"2  
    ur vduE  
    l~D N1z6`  
    mKT>,M  
    演算 `fNG$ODL   
    xr7+$:>a  
    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: (_4;') 9  
               pDQ}*   
    ,v&L:a  
    hoT/KWD,  
    在这个等式中变量定义如下: /t6X(*xoy  
    •     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) BC,.^"fA6  
    •     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) +dBz`W D  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Z4){ 7|~a  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); DI`%zLDcY  
    •    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, ...) $5L0.$Tj  
    •   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) lCF `*DM#  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 1xU3#b&2tC  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ^'p|!`:  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 `MEYd U1  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) vA)O {W\o  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) P/JK$nb  
    •     F == focal length(焦距 pxSX#S6I  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) U$H @ jJ*  
    v+e|o:o#  
    比较 ?0_7?yTR/  
    eUl/o1~mXa  
    在下图中: n6(i`{i  
    透镜EPD=10mm JlKM+UE :  
    截止频率=184lp/mm @HBEt^!  
    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。 M0| 'f'  
         5j0{p$'9  
    >K# ,cxY  
    在下面的图表中: htm{!Z]s0  
    透镜EPD=13.31 mm !GW ,\y  
    截止频率=250 lp/mm >xA),^ YT  
    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 E42eOGp9i  
         `.#@@5e  
    ds[QwcV9-  
    .Hc(y7HV  
    杂散光对评价函数的影响 VR!-%H\AW  
    O:#+%  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 $6F)R|  
    `o79g"kxe  
    AM} brO  
    1Uf*^WW4  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 55t\Bms{  
    eQO#Qso]  
     
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