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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 nqJV1h  
    K"$ky,tU  
    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。   NX_S  
    +%9Y7qol  
    建立系统 <r3n?w8  
    4!%LD(jB`B  
    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。 =PM#eu  
    ]3jH^7[?  
    wh+ibH}@!  
    IOqyqt'  
    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。 Lf M(DK  
             bl-s0Ax-  
         ZM`_P!G  
                   &\[J  
    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。 o e"ShhT  
    d's`~HOU2  
    Mg/2 w  
    y36aoKH  
    ofCP>Z-  
    (OJ9@_fgG[  
    &r!>2$B\  
    U5 "v1"Ec  
    Xrn~ ]P7  
         h1)\.F4G  
    分析 b"bj|qF~E  
    >[=`{B  
    这个系统的点扩散函数: 7z&u92dJI  
      •    Log (Normal PSF) (@ sKE  
    •    λ = 0.55 mm uB5o Ghu-  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 1bs95Fh9Q  
    •    EPD = 10 mm HX*U2<^  
    •    f/# = 9.68 '8 #*U  
    点扩散函数如下图: k"zHrn"$  
    f` J"A:  
    r:-WfDz.  
           a9Rh  
    7IH{5o\e  
    系统的点扩散函数是: ,#Y".23G  
    •     Log (Normal PSF) N6'Y N10  
    •     λ = 0.55 mm tjt#VFq?  
    •     1 wave 3rd order spherical *n5g";k|  
    •     EPD = 13.31 mm O0RQ}~$'m  
    •     f/# = 7.27 WLH2B1_):  
    点扩散函数如下图: ,fFJSY^  
     I9 m  
    ljmHX2p  
    VE m[F/'  
    演算 `#F>?g$2  
    tWI hbt  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: kfV}w,  
               B4=gMVp1  
    #*@Yil=1  
    `0N/ /Q  
    在这个等式中变量定义如下: (fS4qz:&l  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) m e" <+6  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) '#?hm-Ga  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 5Z{[.&x  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); \W!<xE  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) &(0);I@fc  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 0c) 19Ig  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) b-XBs7OAx  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 c\opPhJ! 0  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 yMxS'j1  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 5E}i<}sq5  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) o? =u#=  
    •     F == focal length(焦距 anYZ"GR+  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) r@aFB@   
    @*dA<N.9  
    比较 O^GTPYW  
    EBm\rM8  
    在下图中: ( ;q$cKy  
    透镜EPD=10mm 1Mqz+@~11  
    截止频率=184lp/mm 1Cthi[ B  
    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。 "]% L{a P  
         =n!8>8d  
    ~QXNOtVsN  
    在下面的图表中: SBA;p7^"  
    透镜EPD=13.31 mm DpAuI w7|  
    截止频率=250 lp/mm %* 8QLI  
    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 #PGExN3e  
         EP @=i  
    +%^D)   
    X |as1Y$O+  
    杂散光对评价函数的影响 5UqCRz<,R  
    "[G P)nC  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 #cA}B L!3  
    }-kb"\X%g  
    SVJ3!1B,  
    uG<+IT|x  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 6K &V}  
    u:k#1Nn!  
     
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