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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 S%sD#0l  
    mHYR?  
    FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 !97k  
    iz0GL&<  
    建立系统 &.ilku/  
    ZliJc7lss  
    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。 5N_w(B  
    z"vI-~,YU  
    o-f;$]yp>  
    kw gsf5[  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 /ZeN\ybx  
             He}uE0^  
         EJz?GM  
                   K4{1}bU{>  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ZITic&>W  
    mbS`+)1=l  
    =Ay'\j  
    ptlcG9d-  
    sb3k? q  
    {wNNp't7  
    "3r7/>xy  
    xX5EhVR   
    1e'Ez4*  
         j mH=W)  
    分析 kW!`vQm~  
    L6ifT`;T  
    这个系统的点扩散函数: v RR(b!Lq  
      •    Log (Normal PSF) icw (y(W  
    •    λ = 0.55 mm ;L{#TC(]J]  
    •    0.32 waves 3rd order spherical !go$J]T  
    •    EPD = 10 mm tS@J)p+_(  
    •    f/# = 9.68 |RA|nu   
    点扩散函数如下图: keMfK ]9  
    l5*sCp*Z  
    1\{_bUZ&  
           JR_s-&GaM  
    I/&uiC{l@  
    系统的点扩散函数是: Ol@ssm  
    •     Log (Normal PSF) fEMz%CwH  
    •     λ = 0.55 mm H ({Y  
    •     1 wave 3rd order spherical l?rT_uO4  
    •     EPD = 13.31 mm itpljh  
    •     f/# = 7.27 p[&6hXTd  
    点扩散函数如下图: 9wB}EDZ  
    S Y7'S#  
    K@0/iWm*  
    W bP wO  
    演算 .vm.g=-q  
    KBO{ g:"  
    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: ]-D&/88``  
               O*:8gu'Y2  
    OfAh? ^R  
    [Dv6z t>  
    在这个等式中变量定义如下: VY#:IE:T  
    •     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) S7A[HG;  
    •     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) OSDx  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ,];4+&|8kW  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); #dKHU@+U"  
    •    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, ...) ,;)1|-^nu  
    •   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) D{J+}*y  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) [tP6FdS/M=  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 "92Z"I~1  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 `H7V['  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) |K jy4.2  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) sA}Xha  
    •     F == focal length(焦距) R DAihq  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) JOA_2qa>\  
    rK@UCRf  
    比较 3H'+7[~qH  
    r8uc.z2%  
    在下图中: , id`=L=  
    透镜EPD=10mm bktw?{h  
    截止频率=184lp/mm }$zJdf,\  
    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。 `Qc_]CWYH  
         SjZ?keKZ  
    &M6cCT]&M  
    在下面的图表中: )iiwxpdw  
    透镜EPD=13.31 mm ?Ww\D8yV&  
    截止频率=250 lp/mm sXmZ0Dv  
    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 u{/!BCKE  
         hny):59f  
    ` s}v6  
    :2\H>^u V  
    杂散光对评价函数的影响 T&5dF9a  
    @Qa)@'u  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ~H0WHqcy  
    d:x=g i!  
    0aF&5Lk`y  
    j1LL[+G-"_  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 9m:qQ1[\  
    *"% MT:  
     
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