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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-11-07
    描述 0Rn`63#  
    ']sIU;h3  
    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。 W,%qL6qV  
    kqCUr|M.P  
    建立系统 S+pm@~xe  
    V'AZs;  
    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。 /b{Ufo3v  
    I^O`#SA(  
    j[w5#]&%  
    ^56#{~%^?  
    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。 )IuwI#pm  
             +H _ /  
         pS!N<;OWr  
                   YY$O"!."  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 8yGo\\=T  
    |H8UT S X+  
    Bn Nu/02.=  
    L ~$&+g  
    D|8h^*Ya  
    +s5Yg,4*  
    (!<G` ;}u  
    *L5L.: Ze  
    d`KW]HJw  
         "oCXG`.k&  
    分析 c`V~?]I>  
    (<yQA. M  
    这个系统的点扩散函数: kJ0otr2P  
      •    Log (Normal PSF) 1c $iW>0K  
    •    λ = 0.55 mm <gSZ<T  
    •    0.32 waves 3rd order spherical D]Gt=2\NG9  
    •    EPD = 10 mm -axmfE?g0  
    •    f/# = 9.68 cs)z!  
    点扩散函数如下图: R(A"6a8*  
    v?4MndR  
    y/ah<Y0(  
           }/z\%Y  
    |R>I#NO5  
    系统的点扩散函数是: M+\LH  
    •     Log (Normal PSF) o(5 ( ]bJ  
    •     λ = 0.55 mm #]Q.B\\  
    •     1 wave 3rd order spherical "cX*GTNi8  
    •     EPD = 13.31 mm UyOoyyd.  
    •     f/# = 7.27 8KS9!*.iZ  
    点扩散函数如下图: sKOy6v  
    aEqDxr6  
    $g)X,iQu  
    >l!DW i6  
    演算 L3X[; |v}  
    AlT04H   
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: !CuLXuM  
               i9y&<^<W  
    wz 5*?[4  
    qn@:A2e d  
    在这个等式中变量定义如下: .cm$*>LW:x  
    •     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) V|bN<BYJ  
    •     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) 0Bhf(5  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx TfqQh!Y  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); $Z^HI  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) "4qv yVOE  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) VBI~U?0  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) R>. %0%iq  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 [?Q$b5j/M  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 g"L$}#iTsl  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) - AxO1 qO  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) tsu Mt  
    •     F == focal length(焦距 = eDi8A*~  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ~uz4  
    Sj<WiQ%<  
    比较 &\GB_UA  
    [D%5Fh\0  
    在下图中: 4&([<gyR<  
    透镜EPD=10mm S-k:+4  
    截止频率=184lp/mm .`K<Iug1  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 S&YC"  
         Do5)ilt  
    Qtpw0t"  
    在下面的图表中: \`M8Mu9~w  
    透镜EPD=13.31 mm ri k0F  
    截止频率=250 lp/mm 7B,a xkr  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm :vkTV~  
         6S# e?>"+  
    \P|PAU@,  
    &I$MV5)u  
    杂散光对评价函数的影响 %^$7z,>;  
    4R/cN' -  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 h+7THMI  
    jRP9e  
    [~<X|_L G  
    &{c.JDO  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: kq kj.#u  
    .`3O4]N[  
     
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