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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 ^{f ^%)X  
    )fPN6x/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。 #0OW0:Q  
    tzH~[n,  
    建立系统 a=m4)tjk  
    v6uXik  
    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。 f]c{,LFvZ  
    u!$+1fI>  
    L\)GPTo!x  
    IIj :\?r  
    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。 pBo=omQV  
             3a|I| NP  
         #)A.yK`u  
                   eI20)t`j  
    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。 SSCyq#dl$  
    d v8q&_  
    IR_&dWHyc  
    10?+6*d  
    2%!yV~Z  
    PBkTI2 v  
    L_@P fI  
    ^l;N;5L  
    4i]h0_]  
         1}=@';cK*  
    分析 x:wv#Wh:l7  
    ,)u1r3@I^  
    这个系统的点扩散函数: wk+| }s  
      •    Log (Normal PSF) 92F 9)S{"  
    •    λ = 0.55 mm }\#u~k!l  
    •    0.32 waves 3rd order spherical (^!$m7  
    •    EPD = 10 mm h*X5O h6  
    •    f/# = 9.68 K9\r2w'T'  
    点扩散函数如下图: ;T-`~  
    zCz"[9k  
    3Gk\3iU!  
           w20)~&LE-  
    5rX_85]  
    系统的点扩散函数是: |3]#SqX  
    •     Log (Normal PSF) NuEcTww  
    •     λ = 0.55 mm  4:Ton  
    •     1 wave 3rd order spherical K;L6<a A#  
    •     EPD = 13.31 mm n{*A<-vL  
    •     f/# = 7.27 uO^,N**R#  
    点扩散函数如下图: lVptA3F  
    ]H {g/C{j  
     Iz_#wO  
    .]XBJc  
    演算 ^n%9Tu  
    S UB rFsA  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: xwhS[d  
               :|&S7 &l]  
    )B$Uo,1  
    Pl/B#Sbf'  
    在这个等式中变量定义如下: |U:VkiKt  
    •     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) yg WwUpY  
    •     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) K^m`3N"  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ]39])ul  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); j=kz^o~mH  
    •    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, ...) ./qbWr`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) cgV5{|P  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) U-.A+#<IT9  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 D b&= N  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 E0t%]?1  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) fG" 4\A  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) q,>-4Cm  
    •     F == focal length(焦距 Nm{J=`  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) jJ7"9  
    o>^ @s4t  
    比较 U6IvN@ g  
    EUmbNV0u  
    在下图中: n2N:rP  
    透镜EPD=10mm dUc?>#TU  
    截止频率=184lp/mm WR zIK09@  
    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。 } $oZZKS  
         1 ~s$<  
    u`gY/]y!  
    在下面的图表中: z{ (c-7*  
    透镜EPD=13.31 mm WqRaD=R->;  
    截止频率=250 lp/mm 3J}/<&wv  
    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 fq(3uE]nC  
         AVO$R\1YR  
    ,|^ lqY  
     q^Ui2  
    杂散光对评价函数的影响 NOQSLT=  
    jmr1e).];  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 k/m-jm_h  
    S]<%^W'  
    1#V&'A  
    |bX{MF  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ]]6  
    H|8i|vbi  
     
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