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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 qv3% v3\4  
    b{}ao  
    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。 i=jY l  
    G#j~8`3X  
    建立系统 nJY3 1(p  
    J*t_r-z  
    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。 r b*;4a  
    75eZhs[b  
    qe|U*K 2_  
    /&W~:F  
    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。 r*{`_G=1  
             =)nJ'}x  
         yZc#@R[0  
                   ,&G !9}EC  
    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。 (: @7IWZf@  
    W{fNZb'  
    E <\\/Q%w  
    ))4RgS$  
    U&0 RQ:B  
    d[oHjWk  
    UdcrX`^.  
    iJS7g  
    Z6 E_Y?  
         $ EexNz  
    分析 Nf%/)Tk  
    %|'VucLx  
    这个系统的点扩散函数: V#X<Yt  
      •    Log (Normal PSF) ,O_iSohS  
    •    λ = 0.55 mm {'yr)(:2M  
    •    0.32 waves 3rd order spherical +aN"*//i  
    •    EPD = 10 mm (e4 #9  
    •    f/# = 9.68 gjk;An  
    点扩散函数如下图: /6:qmh2  
    8wMwS6s:  
    A=r8_.@2@  
           ]A:8x`z#F  
    <[?ZpG  
    系统的点扩散函数是: EkoT U#w5  
    •     Log (Normal PSF) }#6~/ W  
    •     λ = 0.55 mm h !?rk|  
    •     1 wave 3rd order spherical Q^):tO]!Ma  
    •     EPD = 13.31 mm h)Ol1[y`  
    •     f/# = 7.27 eIQ@){lJ-]  
    点扩散函数如下图: =k5O*ql"  
    1NkJs&  
    o8~<t]Ejw  
    "-S@R=bi  
    演算 J~AmRo0!k  
    A45!hhf  
    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: &Qq|  
               4+MaV<!tU^  
    O]KQ]zN  
    b-RuUfUn0  
    在这个等式中变量定义如下: 1p8hn!V  
    •     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) Z1{>"o:@  
    •     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) I.it4~]H  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx OoQLR  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 51xf.iB  
    •    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, ...) 73JrK_h  
    •   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) QW_BT ^d"  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) a\}` f=T  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 =yWdtBng  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 FM7`q7d  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) :QC |N@C  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) xNjWo*y v  
    •     F == focal length(焦距 Re*_Dt=r  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 'V\V=yc1  
    &0]5zQ  
    比较 + ]iK^y-.r  
    *,28@_EwY  
    在下图中: nd&i9l  
    透镜EPD=10mm Yr[& *>S  
    截止频率=184lp/mm yW&ka3j\  
    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。 #7@p  
         '$ [%x  
    g.\%jDM  
    在下面的图表中: b@O{eQB  
    透镜EPD=13.31 mm R2JPLvs  
    截止频率=250 lp/mm $W%-Mm  
    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 6 [?5hmc"w  
         3,n"d-  
    KDb`g}1Q  
    v-wZHkdd1  
    杂散光对评价函数的影响 Z\cD98B#  
    y+KAL{AGK  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 @9R78Zra  
    $hMD6<e  
    1 J}ML}h)  
    zO@>)@~  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: AH_qZTv0{Q  
    F@mxd  
     
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