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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-07
    描述 @FKNB.>  
    q?g4**C  
    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。 "tB"C6b  
    -! Hn,93  
    建立系统 -l<b|`s=w.  
    C Fq3  
    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。 XtVx H4q  
    wl #Bv,xf  
    bl NJ  
    -?`^^ v  
    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。 Bs(\e^}  
             xal+ buOiP  
         n=l>d#}$%T  
                   s~$ZTzV  
    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。 L5! aLv#  
    ;@GlJ '$;  
    1X2MhV  
    0Lmq?D  
    =.O8G=;DOA  
    *ndXZ64  
    S/ )P&V%  
    Hj't.lg+j  
    p 9Zi}!  
         )WavG1  
    分析 p'fq&a+  
    `"zXf-qeE  
    这个系统的点扩散函数: +<7~yZ[Z8  
      •    Log (Normal PSF) u8L%R[#o  
    •    λ = 0.55 mm TZ{';oU  
    •    0.32 waves 3rd order spherical @ofivCc<%  
    •    EPD = 10 mm J7q^4M+o:  
    •    f/# = 9.68 os0fwv  
    点扩散函数如下图: kx0(v1y3gT  
    U8qb2'a8  
    OjTb2[Q  
             4Ra  
    $q,2VH:Ip  
    系统的点扩散函数是: ~``oKiPg@  
    •     Log (Normal PSF) UIgs/  
    •     λ = 0.55 mm Wsya:9|  
    •     1 wave 3rd order spherical  PNY"Lqj  
    •     EPD = 13.31 mm F \6-s`(  
    •     f/# = 7.27 _0dm?=  
    点扩散函数如下图: I WKq_Zjkz  
    U Hh  
    %^tKt  
    ]R[j ]E.  
    演算 N\{Xhr7d  
    5<ZE.'O  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: lWr=79  
               ;:2]++G  
    v&Xsyb0CaM  
    y,'M3GGl  
    在这个等式中变量定义如下: 0N.B =j|  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) L!G]i;=:  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ?e( y/  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx *YH5kX  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); >tc#Ofgzd  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) dC+WII`V  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) r Q)?Bhf  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ramYSX@  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 %gUf  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 *|WS,  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) [`pp[J-~7  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) SR)jJ=R3  
    •     F == focal length(焦距 ou8V7  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ! R rk  
    z OwKh>]  
    比较 w]<V~X  
    {jdtNtw  
    在下图中: oA/[>\y  
    透镜EPD=10mm ]mIcK  
    截止频率=184lp/mm %-9?rOr  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 ][vm4UY  
         )B"k;dLm  
    Z[9) hGh  
    在下面的图表中: -_@zyF<G  
    透镜EPD=13.31 mm uBpnfIe  
    截止频率=250 lp/mm DpD19)ouy  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm Yf1&"WW4  
         E3..$x-/  
    |w; hu]  
    X=C*PWa7  
    杂散光对评价函数的影响 l$[7 pM[  
    >- S?rXO  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 jGm`Qg{<  
    >qE f991SZ  
    zEM  c)  
    r_R( kns  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: T'i^yd }*v  
    8Dy5g  
     
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