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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 }+L!r53g6  
    $>3/6(bW  
    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。 ~ E) [!y  
    P}%0YJ$6  
    建立系统 _)7dy2%{q  
    U#O 6l-xe]  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ^BIB'/Kh)  
    JwG$lGNJ  
    k,wr6>'Vt  
    E/2kX3}  
    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。 7ZarXv z  
             /tR@J8pV  
         j oDY   
                   Q xZYy}2  
    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。 J}U);A  
    9Jd{HI=  
    C"}CD{<H]M  
    !)gTS5Rh:  
    gEcRJ1Q;C  
    r'0IAJ-;  
    .RF ijr  
    qPqpRi  
    T9w;4XF  
         95LZG1]Rb  
    分析 T n.Cj5  
    !iUFD*~r~  
    这个系统的点扩散函数: *`$Y!uzG:\  
      •    Log (Normal PSF) 2yZ/'}Mw  
    •    λ = 0.55 mm lz=$Dz  
    •    0.32 waves 3rd order spherical hG51jVYtw  
    •    EPD = 10 mm g} \$9  
    •    f/# = 9.68 ~2u~}v5m7  
    点扩散函数如下图: D=Ia$O0.  
    <%w)EQf4m  
    Y3@\uM`2#  
           gS{hfDpk,h  
    SNqw 2f5  
    系统的点扩散函数是: K;kaWV  
    •     Log (Normal PSF) cV^r_E\m  
    •     λ = 0.55 mm =)_9GO  
    •     1 wave 3rd order spherical _2uRY  
    •     EPD = 13.31 mm &j=Fx F9o  
    •     f/# = 7.27 ?pSb,kN}'  
    点扩散函数如下图: kS_oj  
    ffyDi1Q  
    U9^o"vT  
    ~*"]XE?M  
    演算 pT3p!/pl3  
    <ua`WRQr  
    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: 3sr> ?/>:  
               rXl ~D!  
    $Ro]]NUz|  
    MI8f(ZJK5  
    在这个等式中变量定义如下: +9mE1$C  
    •     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) I ACpUB  
    •     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) t6-He~  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx <X@XbM  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); pc9m,?n  
    •    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, ...) WRa1VU&f  
    •   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) udw>{3>  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 2"0q9Jg  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 JF{yhx,+ p  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 +,oEcCi  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Pn?Ujjv  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) `N<6)MX3>g  
    •     F == focal length(焦距 j}P xq  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) R`M>w MLH  
    3JhT  
    比较 3PRg/vD3  
    o8<0#W@S  
    在下图中: q{4W@Um-  
    透镜EPD=10mm t<8vgdD  
    截止频率=184lp/mm RWyDX_z#<  
    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。 ZiR },F/  
         RP!!6A6:  
    f3r\X  
    在下面的图表中: %@C(H%obWd  
    透镜EPD=13.31 mm 9Yu63s ia  
    截止频率=250 lp/mm !4;A"B(  
    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 0%x"Va~"z  
         U`)\|\NY  
    Myj 5qh  
    j?c"BF.  
    杂散光对评价函数的影响 qKt*<KGeY  
    L@mNfLK  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 oe (})M  
     +\Hh|Uz5  
    uGXN ciEp`  
    -4 *94<  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: XK*55W &og  
    h?Y->!'  
     
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