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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 u[`v&e  
    vb}/@F,Q5  
    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。 y''0PSfb#  
    Gm@iV,F%R  
    建立系统 , ,{6m d  
    Z}f^qc+  
    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。 F^TAd  
    T5{T[YdX<  
    CveWl$T12  
    2E$i_jc  
    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。 )_pt*xo  
             =dn1}  
         | M _%QM.  
                   zg0%>iqO  
    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。 '^lUL) R  
    \6c8z/O7   
    :xN8R^(  
    Uf[T_  
    U$@83?O{iM  
    b60[({A\s&  
    ?7rD42\8H  
    G* Ib^;$u  
    09x+Tko9;*  
         p9w%kM?  
    分析 |?|K\UF(Y  
    wjg}[R@!  
    这个系统的点扩散函数: g?$e^ls  
      •    Log (Normal PSF) !a)s`  
    •    λ = 0.55 mm |3"NwM>  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 1[[TB .xF  
    •    EPD = 10 mm 7n [12:  
    •    f/# = 9.68 e7hO;=?b'  
    点扩散函数如下图: :MdEr//w  
    # s,Y% Bce  
    uJm#{[  
           <Q\H  
    b3P9Yoj-  
    系统的点扩散函数是: j& <tdORT  
    •     Log (Normal PSF) rt,0j/o.1  
    •     λ = 0.55 mm ,?t}NZY&  
    •     1 wave 3rd order spherical PGMv(}%;  
    •     EPD = 13.31 mm K]%N-F>r  
    •     f/# = 7.27 %h3L  
    点扩散函数如下图: /bu'6/!`  
    e2q pJ4i  
    Gmqs`{tc  
    v hR twi  
    演算 `X3Xz!  
    JO}#f+w}  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: -??!@R7V  
               DBLA% {05  
    mL8A2>Gig  
    #?L(#a$k  
    在这个等式中变量定义如下: Kp$_0  
    •     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&|4  
    •     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) J2)-cY5G  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx YG-Z.{d5Z  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); JTSq{NN  
    •    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, ...) FLi(#9  
    •   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) 9k(*?!\;  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) _ .-o%6  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 HKq2Js  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 XhQw+j~1.  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) W\nHX I  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) YJ &lB&xH  
    •     F == focal length(焦距 4jDs0Hn"  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) " whO}  
    iMP*]K-O  
    比较 bbfDt^  
    oV%( 37W9=  
    在下图中: D2>hMc  
    透镜EPD=10mm ^zBjG/'7  
    截止频率=184lp/mm <O <'1uO,  
    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。 e6tH/`Uln  
         %s~NQ;Y  
    /%N31   
    在下面的图表中: ))%@@l[  
    透镜EPD=13.31 mm x`};{oz;  
    截止频率=250 lp/mm ccHLL6F{  
    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 2P;%P]~H  
         NqQM! B]  
    d~togTs1  
    ak~=[7Nv  
    杂散光对评价函数的影响 Z;|0"K  
    cq'}2pob  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 mB{&7Rb0  
    $|`t9-EA/  
    z5|e\Z  
    3i@ "D  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7yq7a[Ra  
    h|(Z XCH  
     
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