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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 2\xEMec  
    &,=t2_n  
    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。 6~8X/ -02  
    Ac Y!  
    建立系统 XV<{tqa  
    ^;mGOjS  
    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。 p@=B\A]  
    Jy#2 1  
    4 eP-yi  
    z]Mu8  
    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。 Si[xyG6=  
             S6|L !pO  
         cD4H@!=a  
                   l:"zYcp%  
    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。 BxXP]od  
    8IihG \  
    0o&c8?@j  
    'ul~f$ V  
    i<uk}  
    ~_yz\;#  
    .:+&2#b  
    Iqm QQ_KH  
    ew6\Z$1c~  
         F5EsaF'e4  
    分析 2sqNTuO6,|  
    vWpkU<&3|  
    这个系统的点扩散函数: <-a6'g2y  
      •    Log (Normal PSF) MF~Tr0tOC  
    •    λ = 0.55 mm L+$9 ,<'[  
    •    0.32 waves 3rd order spherical -D30(g{O  
    •    EPD = 10 mm &H@OLyC  
    •    f/# = 9.68 9^1.nE(R&  
    点扩散函数如下图: oSqkAAGz\  
    73d7'Fw  
    ;K<W<v5m0N  
           SAw. 6<Wy-  
    x3?:"D2  
    系统的点扩散函数是:  D^JuL6U  
    •     Log (Normal PSF) .6nNqGua1  
    •     λ = 0.55 mm i\u m;\  
    •     1 wave 3rd order spherical =WP`i29j9}  
    •     EPD = 13.31 mm +oMe\wYR$r  
    •     f/# = 7.27 XDrNc!XN  
    点扩散函数如下图: )\r;|DN  
    v %fRq!~  
    7|eD}=jy  
    vT>ki0P_;  
    演算 6H_7M(f  
    P~"`Og+  
    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: ~kAen  
               \+B+M 7  
    \%D/]"@r  
    $x %VUms  
    在这个等式中变量定义如下: -P>f2It  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) LlfD>cN  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) r% ]^(  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 2K1odqO#   
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 3d@$iAw1<  
    •    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, ...) w$5#jJX\  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) [J.-gN$X@  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) qhiO( !jK  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 tv1Z%Mx?Cp  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 e+5]l>3)f  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) X3j<HQcK  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) g[~"c}  
    •     F == focal length(焦距 'YcoF;&[C  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) aZMMcd   
    ,TAzJ  
    比较 g^EkRBU  
    4d*=gy%  
    在下图中: s*U~Q=Z  
    透镜EPD=10mm szy^kj^2  
    截止频率=184lp/mm 6mi: %)"  
    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。 HFL(t]  
         .w`1;o  
    ZzuEw   
    在下面的图表中: W6m oFn  
    透镜EPD=13.31 mm g0!{CW  
    截止频率=250 lp/mm KF[P /cFI  
    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 )./%/ _*K  
         FM3DJ?\L-  
    T53|*~u  
    ~#b&UR  
    杂散光对评价函数的影响 KF"&9nB  
    B>CG/]  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 A:3:Cr  
    '}D$"2I*  
    "c6(=FFq  
    Lit@ m2{\  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: >e7w!v]  
    m};Qng]  
     
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