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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 S1$&  
    @h\u}Ee  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 \h/aD1 &g  
    8>^O]5Wo`X  
    建立系统 Ps MCs|*  
    i3y>@$fRL\  
    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。 5@Lz4 `  
    tO QY./I  
    a U*cwR  
    Jqi^Z*PuX  
    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。 :] +D+[c)  
             D(S^g+rd  
         b _0Xi  
                   PAXdIh[]  
    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。 ?To r)>A'  
    6cOm8#  
    g*#.yC1/  
    A0Hsd  
    |4FvP R [  
    AUAJMS!m  
    aTY\mKk  
    ygp NMq#?X  
    {*PB+WGe  
         3+jqf@fO  
    分析 S(*SUH  
    J4ltHk.|  
    这个系统的点扩散函数: /e}NZo{)g  
      •    Log (Normal PSF) O}#h^AU-BS  
    •    λ = 0.55 mm :>g*!hpb  
    •    0.32 waves 3rd order spherical f?A*g$v  
    •    EPD = 10 mm "h}miVArS  
    •    f/# = 9.68 {)0"?$C_H  
    点扩散函数如下图: +Te;LJP  
    tcf>9YsOr  
    9rmOf Jo:  
           x, ^j=n  
    ceR zHq=  
    系统的点扩散函数是: g k[8'  
    •     Log (Normal PSF) uN1O(s  
    •     λ = 0.55 mm V}kZowWD  
    •     1 wave 3rd order spherical .qCD(XZ+  
    •     EPD = 13.31 mm %9A6c(L  
    •     f/# = 7.27 !7lS=D(?  
    点扩散函数如下图: zj^Ys`nl  
    V1j5jjck  
    X)|b_3Z  
    }Z_w8+BZ  
    演算 F\Gi;6a  
    PSQ5/l?\>  
    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: j9YI6X"  
               *s9 +  
    >I3#ALF  
    ayJKt03\O\  
    在这个等式中变量定义如下: ["\Y-6"l  
    •     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) /K"koV;  
    •     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) afcI5w;>}  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx (JHL0Z/  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); :.IVf Zw  
    •    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>f6  
    •   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) v'*#P7%Kf  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)  IR,`-  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Lh6G"f(n  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 spV/+jy{  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) *;wPAQE  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) T,,,+gPx  
    •     F == focal length(焦距 7W6tz\Y  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) :Uf\r `a9  
    Ax4nx!W,   
    比较 eEkF Zx  
    Yqy7__vm  
    在下图中: %+U.zd$  
    透镜EPD=10mm ?A /+DRQ(  
    截止频率=184lp/mm ((TiBCF4  
    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。 HgP9evz,0  
         7c9-MP)  
    YT6<1-E#  
    在下面的图表中: pzP~,cdf  
    透镜EPD=13.31 mm #N?EPV$  
    截止频率=250 lp/mm @JS O=8  
    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 lz?F ,].  
         J)iy6{0"  
    Rdd[b?  
    {1.t ZCMT  
    杂散光对评价函数的影响 #`rvL6W q}  
    oO-kO!59y  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 UW*[)yw]  
    E=.4(J7K  
    xJ)hGPrAl  
    GpV"KVJJ/  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响:  q[#2`  
    #8G (r9  
     
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