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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 9!f/aI  
    kv8Fko  
    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。 bsuus R9W  
    6$fHtJD:  
    建立系统 6S\C}U/   
    D5$wTI  
    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。 {SwQ[$k=_  
    WxW7qt  
    8 ![|F:  
    IKABBW  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 bQE};wM,  
             Uh.oErHQD  
         cYFiJJLG]  
                   0rh]]kj  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 pM x  
    aF)1Nm[  
    &Q+Ln,(&L  
    =2Bg9!zW>  
    F4It/  
    kz{/(t  
    g$( V^  
    aJYgzr,  
    3l)hyVf&  
         Rz (QC\(  
    分析 xG}(5Tt  
    `n$I]_}/%  
    这个系统的点扩散函数: NxjB/N  
      •    Log (Normal PSF) N U|d  
    •    λ = 0.55 mm bx<RV7>0  
    •    0.32 waves 3rd order spherical k spTp>~  
    •    EPD = 10 mm Uh7v@YMC  
    •    f/# = 9.68 }~#pEX~j*  
    点扩散函数如下图: Sczc5FG  
    Vm%1> '&  
    FQT~pfY  
           /3;4#:Kkw  
    9[1`jtm  
    系统的点扩散函数是: Se HagKA  
    •     Log (Normal PSF) yMyE s8  
    •     λ = 0.55 mm f&}k^>N#3  
    •     1 wave 3rd order spherical KiI!frm1  
    •     EPD = 13.31 mm MxWy*|J}  
    •     f/# = 7.27 Nndddk`  
    点扩散函数如下图: t>1Z\lE\"  
    +u!0rLb  
    ^[]}R:  
    )p T?/ J  
    演算 i7ISX>%  
    20vXSYa~  
    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: uIcn{RZ_z  
               R>,:A%?^b5  
    u`y><w4i  
    Of{/t1o?  
    在这个等式中变量定义如下: 1c<=A!"{  
    •     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) + ` s@  
    •     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) m_=$0m J$  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ^\\Tx*#i  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ~\=1'D^6CK  
    •    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, ...) d@ Y}SWTB  
    •   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) dYSr4p b  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Ynp{u`?  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 9;Itqe{8w  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 +|bmT  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) >y.%xK  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) &8%e\W\K:/  
    •     F == focal length(焦距 Vy*:ne  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Z-E`>  
    fQL"O}Z  
    比较 Mr?Xp(.}G  
    b7!Qn}  
    在下图中: m>4ahue$  
    透镜EPD=10mm {.Z}5K  
    截止频率=184lp/mm T%6&PrQ7  
    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。 t]$P1*I  
         IB# @yH  
    zunV<2~(2}  
    在下面的图表中: }Z{=|rVE  
    透镜EPD=13.31 mm v-yde >(  
    截止频率=250 lp/mm o&`<+4 i  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm 8wVY0oRnU  
         :T]o)  
    Jd5:{{ Lb  
    dFH$l  
    杂散光对评价函数的影响 9Xl`pEhC  
    ~=8uN<  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 KN7^:cC  
    Lb;zBmwB  
    w QNxL5B  
    YyTSyP4  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: cU{e`<xjA  
    Kv.>Vf.T}_  
     
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