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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 y OLqIvN  
    ccu13Kr>E  
    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。 a#o6Nv  
    mtn+bV R%  
    建立系统 gaXKP1m^  
    JDy;Jb  
    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。 Yab=p 9V;;  
    {-?8r>  
    /)E'%/"A  
    ~M4@hG!  
    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。 bxA1fA;  
             ,t=12R]>  
         pRLs*/Bw  
                   n%YG)5;  
    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。 :u$+lq  
    Lc:DJA  
    .A2u7*h&  
    J \V.J/  
    9M$N>[og  
    t[-0/-4  
    ,@'M'S  
    p>@S61 & [  
    b-XC\  
         WDdp(<  
    分析 ] 336FgT  
    P.;S6i n  
    这个系统的点扩散函数: @\UoZv(  
      •    Log (Normal PSF) \1p5$0z  
    •    λ = 0.55 mm ;y{VdT  
    •    0.32 waves 3rd order spherical _%$(D"^j  
    •    EPD = 10 mm g}]EIv{  
    •    f/# = 9.68 3]9twfF 'J  
    点扩散函数如下图: _7M!b 9oA  
    ,LHQ@/}A C  
    2m?!!We q  
           b88Zk*  
    S"z cSkF  
    系统的点扩散函数是: _\tGmME37  
    •     Log (Normal PSF) <.h\%&'U  
    •     λ = 0.55 mm P6E=*^^m(  
    •     1 wave 3rd order spherical 3oCw(Ff  
    •     EPD = 13.31 mm QF fKEMN  
    •     f/# = 7.27 *I(g~p  
    点扩散函数如下图: h1 D#,  
    #!FLX*,  
    {&Bpf K;`)  
    O(( kv|X4  
    演算 joN}N}U  
    VnJ-nfA  
    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: |=frsf~?  
               BI\+ NGrB  
    ^3-Wxn9&  
    PZdYkbj  
    在这个等式中变量定义如下: N+vU@)_lC  
    •     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) 7Pc0|Z/  
    •     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) ClHaR  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx g1uqsqYt  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ] _/d  
    •    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, ...) B9 Dh^9?L  
    •   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) / h6(!-"  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) |m%M$^sZ}  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 #c0 dZ  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 xmDX1sL**  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ItTIU  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) a9E!2o+,  
    •     F == focal length(焦距 5g- apod  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ,qRSB>5c  
    O8+[ )+6^  
    比较 p 0.?R  
    bmAgB}Ior  
    在下图中: t#y   
    透镜EPD=10mm  afEp4(X~  
    截止频率=184lp/mm xrT_ro8  
    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。 |<.b:e\4  
         1q!JpC^  
    \ooqa<_  
    在下面的图表中: z#!xqIg0  
    透镜EPD=13.31 mm DJE/u qE  
    截止频率=250 lp/mm 9xg_M=72  
    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 lO9{S=N  
         ~zz|U!TG  
    Ar sMqb  
    @"s\eL,r  
    杂散光对评价函数的影响  hh"0z]  
    )).;p_nLZ  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Kfj*uzKB  
    AEwb'  
    h6x+.}}  
    e>t9\vN#bx  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 04;y%~,}U/  
    $EJ*x$  
     
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