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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 !]G jIT]Oh  
    hR0]8l|  
    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。 @ct#s:t  
    F  "!`X#  
    建立系统 ~ur)f AuF2  
     tI'e ctn  
    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。 GRy4cb2  
    GBW 7Y  
    Txu>/1N,  
    Yx!n*+:J  
    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。 .01TTK*  
             FbuKZp+  
         g4Bg6<;  
                   PYaOH_X.  
    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。 $6Z[|9W^A  
    "(N-h\7Ex9  
    gsi<S6DQ8  
    il7 !}  
    j~.u>4  
    /CbkqNV  
    [XxA.S)x3  
    ^&HI +M  
    9'l.TcVm`,  
         . rRc  
    分析 u>1v~3,r#  
    aK-N}T  
    这个系统的点扩散函数: WVj&0  
      •    Log (Normal PSF) _4O[[~  
    •    λ = 0.55 mm Of!|,2`(  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Mg&HRE  
    •    EPD = 10 mm  eMztjN  
    •    f/# = 9.68 !SN6 ?Xy  
    点扩散函数如下图: RR8U Cv  
    K:C+/O  
    %sYk0~E  
           ;>sq_4_  
    oA[2)BU  
    系统的点扩散函数是: N%: D8\qx  
    •     Log (Normal PSF) <x^IwS  
    •     λ = 0.55 mm 3$;J0{&[i  
    •     1 wave 3rd order spherical O $YJku  
    •     EPD = 13.31 mm =xl7vHn7  
    •     f/# = 7.27 A-}PpH~.Z  
    点扩散函数如下图: sY&r bJ(P  
    *'s&/vEy  
    @b4b{d5[  
    MI?]8+l  
    演算 9[B<rz  
    Ti /;|lP@  
    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: k:@a[qnY  
               l^)o'YS y  
    PsacXZNs\N  
    "bL P3  
    在这个等式中变量定义如下: "~B~{ _<j  
    •     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) !x+MVJ]  
    •     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) W5 M ]  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx AN50P!FZW  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ]KfghRUH  
    •    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, ...) %jYQ  
    •   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) Ov F8&*A  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 0q-0zXlSL  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Q3'(f9 x  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 *)2x&~T*|  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) yOn H&Jj  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) )cf p(16  
    •     F == focal length(焦距 |E>v~qD8I  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) UXXqE4x  
    $yP'k&b!  
    比较 ? Yynd  
    e/g<<f-  
    在下图中: OLhWkN,qA  
    透镜EPD=10mm eA;j/&qH  
    截止频率=184lp/mm g wZ+GA  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 +Y_Q?/M@8  
         HPv&vdr3  
    k:&?$  
    在下面的图表中: AIIBd  
    透镜EPD=13.31 mm I_R5\l}O+D  
    截止频率=250 lp/mm o+PQ;Dl  
    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 xF\}.OfWG  
         BVwRPt  
    Fj4l %=  
    nA{ncTg1\  
    杂散光对评价函数的影响 IeqWR4Y  
    )j)y5_m  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 MZ >0K  
    =N[V{2}q  
    tIgCF?  
    ]DL> .<]d  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: %Hh &u .  
    s~IA},F,\  
     
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