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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 BBZ)H6TzL  
    =[43y%   
    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。 yBD.Cs@  
    jtlDSf#  
    建立系统 mw%[qeL V  
    @/Wty@PU  
    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。 C=pPI  
    8*Nt&`@  
    WL*W=(  
    KD<; ?oN<O  
    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。 \3@2rW"5  
             zrWq!F*-V\  
         *=KexOa9  
                   #RZJ1uL  
    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。 9# .NPfMF  
    [ a65VR~J  
    vX!dMJa0  
    S|Ij q3  
    %`<`z yf  
    GurE7J^=  
    U3dR[*  
    zMHf?HQ-Z  
    x X=IMM3  
         hr 6LB&d_  
    分析 t=@Jw  
    { <ao4w6B  
    这个系统的点扩散函数: oW\7q{l2)  
      •    Log (Normal PSF) h-)A?%Xt  
    •    λ = 0.55 mm N!4xP.Ps  
    •    0.32 waves 3rd order spherical >8{`q!=|~  
    •    EPD = 10 mm Rh-8//&vZ/  
    •    f/# = 9.68 \c@qtIc  
    点扩散函数如下图: bQnwi?2  
    0e5-\a  
    N_WA4?rB  
           Ar{=gENn  
    lCs8`bYU  
    系统的点扩散函数是: "Jv,QTIcS  
    •     Log (Normal PSF) m@ 'I|!^  
    •     λ = 0.55 mm @8 yE(  
    •     1 wave 3rd order spherical 7 +W?Qo  
    •     EPD = 13.31 mm 9gIJX?  
    •     f/# = 7.27 |@n{tog+-  
    点扩散函数如下图: e|+;j}^C  
    \~1zAiSd>#  
    c75vAKZ2  
    O|g!Y(  
    演算 2|_Jup  
    /;(%Xd&:  
    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: C?c-V,  
               YF[!Hpzq  
    aPP<W|Cmo2  
    HjY-b*B  
    在这个等式中变量定义如下: :+V1682u  
    •     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) g>oYEFFJ  
    •     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) 5Vm}<8{  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx +cOI`4`$  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 8GAQVe^$-  
    •    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, ...) $Q7E#  
    •   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) y&I|m  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) M6d w~0e  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 rM?Dp2  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 r.G/f{=<@  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) .j'IYlv/P  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) es(LE/`e  
    •     F == focal length(焦距 #dm@%~B{.  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) #RIfR7`T  
    t 6IaRD  
    比较 F'_8pD7  
    S2GBX1  
    在下图中: 7G=P|T\  
    透镜EPD=10mm }Knq9cf  
    截止频率=184lp/mm *UxB`iA  
    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。 GB0b|9(6D"  
         ImY*cW=M  
    )BTs *7 j  
    在下面的图表中: <T% hfW  
    透镜EPD=13.31 mm ?m7"G)  
    截止频率=250 lp/mm >-o:> 5  
    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 `1v!sSR0R  
         I; }%k;v6  
    d/zX%  
    Fmle|  
    杂散光对评价函数的影响 64j 4P 7  
    v})Ti190  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 +rw3.d  
    fJ lN'F7  
    kb\v}gfiD/  
    (_5+`YsV  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: [hj'Yg8{  
    Ln%_8yth  
     
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