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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 $5y%\A  
    ~U`oew  
    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。 @\v,   
    k|Vq-w  
    建立系统 N-|E^XIV  
    (&0%![j&  
    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。 'M185wDdAl  
    MB :knj  
    %)T>Wn%b]v  
    )%x oN<  
    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。 +9G GC  
             #k8bZ?*:  
         0ZPwEP  
                   C J S  
    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。 <y=VDb/  
    9K~2!<  
    HXhz|s0  
    gO%#'Eb2  
    1eQ9(hzF  
    &=H{ 36i@  
    $A"kHS7T  
    #pP4\n-~hU  
    jW*|Mu>2  
         ?|'+5$  
    分析 R/r)l<X@  
    90> (`pI=  
    这个系统的点扩散函数: F>Rz}-Fy  
      •    Log (Normal PSF) LnIln[g:  
    •    λ = 0.55 mm 8A}w}h  
    •    0.32 waves 3rd order spherical q65KxOf`  
    •    EPD = 10 mm >_P7k5Y^  
    •    f/# = 9.68 l T~RH0L  
    点扩散函数如下图: :b)IDcW&j:  
    !s pp*Q)#\  
    u-PAi5&n  
           5ckL=q"+/  
    z+I'N4*^  
    系统的点扩散函数是: t!Q uM_i3  
    •     Log (Normal PSF) &C<K|F!j!  
    •     λ = 0.55 mm z(2pl}  
    •     1 wave 3rd order spherical dfY(5Wc+f  
    •     EPD = 13.31 mm O=UXe]D  
    •     f/# = 7.27 _@9[c9bO  
    点扩散函数如下图: 3~Od2nk(x  
    L;zwqdI  
    *,<A[XP  
    WV&T   
    演算 IWcgh`8  
    l+!!S"=8)~  
    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: .zQ:u{FT  
               IvGQ7 VLr  
    j#QJ5(#  
    LVKvPi  
    在这个等式中变量定义如下: -V0_%Smc  
    •     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) 4-;"w;  
    •     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) Fw5|_@&k  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Y,Dd} an  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Q^X  
    •    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, ...) c'cK+32  
    •   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) it]im  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) FJ0Ity4u6  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ~!UC:&UKo  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 `G*7y7  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O ]o7  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) p=%Vo@*]  
    •     F == focal length(焦距 S :)Aj6>6  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) :5Vk+s]8  
    K~'!JP8@  
    比较 2%|  
    MmiC%"7wt  
    在下图中: MU6|>{  
    透镜EPD=10mm fy+fJ )4sj  
    截止频率=184lp/mm HV O mM17  
    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。 },58B  
         AsFn%8_I  
    p}q27<O*/  
    在下面的图表中: ^X-3YhJ4U  
    透镜EPD=13.31 mm <vMna< /d  
    截止频率=250 lp/mm ql"&E{u?  
    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 Zoe>Ow8mE`  
         iV9wqUkMv  
    3m3ljy  
    Ku;|Dz/=o  
    杂散光对评价函数的影响 PWeCk2xH  
    ZK:dhwer  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 k1tJ$}  
    _)|_KQQu  
    l-s%3E3  
    _vOV(#q2a  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: CTawXHM  
    kc*zP=  
     
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