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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 ZIN1y;dJ  
    e"y-A&|  
    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。 u*f`\vs  
    IR:GoD+  
    建立系统 #_eXybUV  
    yh2)Pc[  
    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。 e |K_y~  
    jG~-V<&  
    %QG3~b% h  
    $K.DLqDt  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。  zo1T`"Y  
             #{*5rKiL  
         A9lw^.  
                   ;A4qE W  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 mqHcD8X  
    {#st>%i  
    -AD@wn!wCJ  
    ^k*%`iQ  
    |}L=e.  
    :zX^H9'E<(  
    |sI@m@  
    i=L 86Ks  
    tm/=Oc1p  
         8 :WN@  
    分析 )RN3Oz@H  
    4[i 3ckFT,  
    这个系统的点扩散函数: Qo :vAv  
      •    Log (Normal PSF) O:sqm n  
    •    λ = 0.55 mm V:#rY5X  
    •    0.32 waves 3rd order spherical WH4rZ }Z`  
    •    EPD = 10 mm )w~1VcnJEp  
    •    f/# = 9.68 6fo\ z2  
    点扩散函数如下图: gzlxkv-F{  
    Ell14Iki  
    RP$h;0EQG  
           #8sy QWlG  
    Mk~U/oq  
    系统的点扩散函数是: "b402"&  
    •     Log (Normal PSF) 7m  ou  
    •     λ = 0.55 mm ? V1ik[  
    •     1 wave 3rd order spherical Y(t /=3c[  
    •     EPD = 13.31 mm :8(jhs  
    •     f/# = 7.27 &',#j]I  
    点扩散函数如下图: ia3Q1 9r  
    `-%dHvB^R  
    JN:L%If  
    z Ohv>a  
    演算 T9}~]zW7P  
    5Q <vS"g  
    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: 2<9K}Of  
               ^mjU3q{;  
    KB^8Z@(+  
    %19~9Tw  
    在这个等式中变量定义如下: %f'=9pit  
    •     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) p6NPWaBR  
    •     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) tH&eKM4G  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 4lR+nmAZ  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); FAL#p$y}  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) .rG~\Ws  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)  S!#5  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ~"0{<mMcX  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 45n.%*,  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 \9@}0}%`  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Y- Q)sv  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) mhv6.W@  
    •     F == focal length(焦距 R<gAxO%8  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Y@:l!4DI  
    jygUf|  
    比较 2q]ZI  
    50dN~(;p  
    在下图中: Q|P M6ta  
    透镜EPD=10mm `q\F C[W  
    截止频率=184lp/mm 8\9W:D@"x  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 7FkiT  
         @67GVPcxl  
    Ip`1Wv_  
    在下面的图表中: \ a7m!v  
    透镜EPD=13.31 mm |EdEV*.ej  
    截止频率=250 lp/mm ZbVn"he  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm `),U+  
         8 e_]  
    I L7kpH+y  
    4"Qb^y  
    杂散光对评价函数的影响 `jR8RDD  
    ?$ov9U_  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 m>48?%  
    [kpQ:'P3  
    4YI6&  
    O-ENFA~E;v  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: sN-u?EiF8  
    k&:q|[N  
     
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