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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 OdRXNk:k-j  
    (0D0G-r:  
    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。 <3HW!7Ad1  
    o'myo.k{  
    建立系统 h'UWf"d  
    MnKEZ: 2  
    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。 |\?-k  
    S_c#{4n  
    H) q9.Jg  
    $q.8ve0&^  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 j/9FiuK  
             E3,Z(dpX!  
         aU4'_%Y@  
                   p`{<q -  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 0plRsZ}  
    ,n &|+&  
    <6p{eGAQV  
    }M'\s  
    F8b*Mt}p  
    xkUsZ*X8B  
    28X)s!W'  
    1P8$z:|~  
    }kL% l  
         9A B~*;U  
    分析 O|7q,bEm^  
    j(nPWEyJM  
    这个系统的点扩散函数: x"AYt:ewuc  
      •    Log (Normal PSF) Vl^jTX5N  
    •    λ = 0.55 mm 8Mws?]\/q  
    •    0.32 waves 3rd order spherical %PlPXoG=  
    •    EPD = 10 mm .RJvu$U2j  
    •    f/# = 9.68 Yz-b~D/=}  
    点扩散函数如下图: ?/#HTg)!B  
    An]*J|nFIY  
    XFK$p^qu  
           \FVR'A1  
    9Od Kh\F (  
    系统的点扩散函数是: v~uwQ&AH  
    •     Log (Normal PSF) lt,x(2  
    •     λ = 0.55 mm ?_<ZCH  
    •     1 wave 3rd order spherical D ?,P\cp  
    •     EPD = 13.31 mm +/Y )s5@<  
    •     f/# = 7.27 zKfb  
    点扩散函数如下图: *WMcE$w/D  
    1`aFL5[0$  
    >@ H:+0h-  
    Mqw&%dz'_  
    演算 '^Sa|WXq  
    y"@~5e477$  
    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: A FfgGO  
               ;C{ 2*0"H|  
    )- 2^Jvc  
    }b\d CGVr  
    在这个等式中变量定义如下: ?r'b Z~  
    •     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) ",Q\A I  
    •     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) 4,$x~m`N  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx B>?. Nr  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); }s{zy:1O  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ;PS [VdV  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) *vBcT.|,  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) []LNNO],X  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 lX5(KUN  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ,dh*GJ{5  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) {'d?vm!r  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) P\N`E?lJL  
    •     F == focal length(焦距) /}M@ @W  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) P?TFX.p7  
    sF|<m)Kt{W  
    比较 _HGDqj L  
    fWKv3S1dT  
    在下图中: uv_*E`pN~  
    透镜EPD=10mm u1]5qtg"  
    截止频率=184lp/mm Itz_;+I.Mp  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 ;! CQFJ=  
         /6 P()Upe  
    H3a}`3}U  
    在下面的图表中: +8BH%f}X  
    透镜EPD=13.31 mm o"UqI  
    截止频率=250 lp/mm (V e[FhA  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm 2]> s@?[  
         w #1l)+  
    lZ_i~;u4@v  
    ?"sk"{  
    杂散光对评价函数的影响 7Bmt^J5i&t  
    \W1?Qc1]  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 u.!Pda  
    IL>Gi`Y&  
    "2=v?,'t  
    s*]1d*B!  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ze#LX4b I  
    Q>Q$BCD5  
     
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