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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 ZG Qz@H5  
    0R}F( tjw  
    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。 e2L4E8ST<  
    d2Ox:| <)  
    建立系统 lAo S 9w  
    9u] "($  
    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。 ?TY/'-M5  
    ?eri6D,86w  
    3}2a3)  
    ')1p  
    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。 ]% I|C++0  
             Ys@G0}\3G  
         }TwSSF|}3  
                   [M&.'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。 |TCg`ZS`cZ  
    GbJVw\5Z*  
    )UAkg  
    nsyeid*  
    S~Yu;  
    6G]hs gro  
    Vv3:x1S  
    d^^EfWU  
    R6-Z]H u  
         Q7XlFjzcm  
    分析 ]$i~;f 8I  
    do=s=&T  
    这个系统的点扩散函数: ($[)Tcq*~  
      •    Log (Normal PSF) |!"qz$8fB  
    •    λ = 0.55 mm 5yQ\s[;o3  
    •    0.32 waves 3rd order spherical n ?+dX^j  
    •    EPD = 10 mm _X]S`e1F  
    •    f/# = 9.68 ?$0t @E  
    点扩散函数如下图: %)!b254  
    4 -Cca  
    y(*#0fJrTV  
           RzN9pAe  
    B),Z*lpC  
    系统的点扩散函数是: +z?SKc  
    •     Log (Normal PSF) OzS/J;[PO[  
    •     λ = 0.55 mm % n~ 'UA  
    •     1 wave 3rd order spherical .fD%*-  
    •     EPD = 13.31 mm ?`U=Ps  
    •     f/# = 7.27 W^N|+$g>H  
    点扩散函数如下图: .Fm@OQr  
    =w2_1F"  
    4$_:a?9  
    \2VYDBi?|  
    演算 Ff{dOV.i  
    gMUCVKGf  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ZOY zCc(d  
               zt/N)5\V  
    x5 ?>y{6D  
    D=:O ^<  
    在这个等式中变量定义如下:  NH0uK  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) 5;q{9wvqO  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) Rxk0^d:sNi  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ?<6yKxn  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); > ,;<Bz|X  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) H/N4t Wk"  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) go B'C  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) pT'jX^BU  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 -mY,nMDb  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 @tg4rl  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ] 8dzTEjk  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) T1WH  
    •     F == focal length(焦距 D'<'"kUd  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Uc d~-D  
    `e^sQ>rDI  
    比较 DZqY=Sze  
    i:\|G^h  
    在下图中: p d(W(-`8!  
    透镜EPD=10mm qUKSo9  
    截止频率=184lp/mm 8=,-r`oNy  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 .T\_4C  
         w'7=CzfYn  
    OmLe+,7'  
    在下面的图表中: 8ib%CYR  
    透镜EPD=13.31 mm ki'CW4x  
    截止频率=250 lp/mm 0Ait7`  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm hD9b2KZv  
         ndS8p]P&o(  
    s"B+),Jod  
    )>I-j$%=2  
    杂散光对评价函数的影响 r>cN,C  
    njckPpyb@  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 @^Yr=d ba  
    VCQo3k5 {  
    {B[ }}wX$  
    C@{-$z)  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 6QAhVg: A  
    f[wxt n'r  
     
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