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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 $A(3-n5=  
    U1kW1L}B  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 b}N \h<\G  
    ~fO#En  
    建立系统 Af^9WJ  
    D9n+eZ  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 T8j<\0WW  
    9s*UJIL  
    YKx+z[A/p  
    QKoJxjR=^  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 0bGQO&s [  
             0BOL0<Wq  
         V0gu0+u~R  
                   UZgrSX {  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 4XeO^#  
    J/[PA[Rf  
    zK*i:(>B  
    pFwe&_u]  
    YIYuqtnSJ  
     mNX0BZ  
     GU xhn  
    *`tQX$F  
    4_4|2L3  
         >SD?MW 1E  
    分析 #Vm)wH3  
    X`I=Z ysB  
    这个系统的点扩散函数: HA0yX?f]  
      •    Log (Normal PSF) BU^E68?G  
    •    λ = 0.55 mm j9= )^?  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 5WtI.7r  
    •    EPD = 10 mm JOki4N  
    •    f/# = 9.68 o6r ^  
    点扩散函数如下图: 'gk^NAG2^E  
    az Oib=3fz  
    "%=K_WJ?  
           0fR?zT?  
    `iwGPG!  
    系统的点扩散函数是: yIS&ZtBA  
    •     Log (Normal PSF) 1sfs!b&E  
    •     λ = 0.55 mm =&vRT;6  
    •     1 wave 3rd order spherical 1 ,6Y)_  
    •     EPD = 13.31 mm CWnRRZ}r  
    •     f/# = 7.27 FFf ~Vmw  
    点扩散函数如下图: A@w9_qo  
    T{ /\q 5  
    V}4u1oG  
    pz/vvH5  
    演算 Q!W+vh  
    !]!9 $6n  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: RD*.n1N1  
               mzTM&@  
    "3NE%1T  
    mmEe@-lE  
    在这个等式中变量定义如下: bw[K^/  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) )"^ )Nk  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) @z(s\T  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx DQ_ pLXCC  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); zMAlZ[DN  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) cX48?srG  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) `Zz;[<*<  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) "ODs.m oq  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 yrR,7v J  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 IN!IjInaT@  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) w;T?m,"  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) G~Fjla\?Q  
    •     F == focal length(焦距 Y; q['h  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) qg8T}y>  
    X!0m,  
    比较 0bR})}a+Yg  
    &0euNHH;sL  
    在下图中: xA"7a  
    透镜EPD=10mm ixo?o]Xb`  
    截止频率=184lp/mm EeS VY  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Jgf= yri  
         j;i7.B"[  
    _gP-$&JC  
    在下面的图表中: /%h<^YDBf  
    透镜EPD=13.31 mm OW8"7*irT  
    截止频率=250 lp/mm gA:N>w&<X  
    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 HVcd< :g0  
         wLH[rwPr  
    >t}0o$\?E  
    $~2qEe.h  
    杂散光对评价函数的影响 RU GhhK  
    t0gLz J  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ` Ui|T  
    -OV!56&  
    GOhGSV#  
    >2?O-WXe  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: )]C7+{ImC  
    ^H UNq[sQ  
     
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