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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 <4D%v"zRP  
    MMD<I6Iyv  
    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。 '.p? 6k!K  
     ?B4#f!X  
    建立系统 =p\Xy*  
    =%h~/,  
    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。 FpkXOj?*  
    !z=pP$81  
    Y5jYmP<  
    "oE*9J?e  
    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>s,  
             !.+"4TF  
         _IYY08&(r  
                   ~+m,im8}  
    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。 3%M.U)|+  
    XU#,Bu{  
    y-cw~kNPP3  
    cjg=nTsBA  
    v"k 4ATWP  
    cTj~lO6  
    s-Y+x  
    <"I?jgo  
    2xmT#m  
         ${e&A^h  
    分析 b|E/LKa  
    q 22/_nSC  
    这个系统的点扩散函数: >i8~dEbB  
      •    Log (Normal PSF) #^\}xn" [  
    •    λ = 0.55 mm  6`"ZsO  
    •    0.32 waves 3rd order spherical #'NY}6cb$  
    •    EPD = 10 mm A[ 1)!e  
    •    f/# = 9.68 ;Prg'R[o;  
    点扩散函数如下图: 5<r)+?!n  
    &PWf:y{R`  
    EVSK8T,  
           ;xW{Ehq-h  
    n^6TP'r  
    系统的点扩散函数是: @}G|R\2P  
    •     Log (Normal PSF) s?<!&Y  
    •     λ = 0.55 mm 0=,'{Vz}A  
    •     1 wave 3rd order spherical kh&_#,  
    •     EPD = 13.31 mm  oUS ,+e  
    •     f/# = 7.27 mCrU//G  
    点扩散函数如下图: nCB[4  
    2;R/.xI6v  
    ;@'0T4Z&l  
    x9\J1\  
    演算 D'?]yyrf  
    `]LODgk~  
    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: J/gQQ. s  
               YUS?]~XC7x  
    ;q&Z9 lm  
    |QqWVelc  
    在这个等式中变量定义如下: Wbs^(iUU}  
    •     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) [+7"{UvT  
    •     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) `^f}$R|  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ;;6\q!7`  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); rUvwpP"k  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) KPg[-d  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) Qasr:p+  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) S `wE$so>  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 }9 FD/  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 aKD;1|)  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ty9rH=1  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) :X|AW?*  
    •     F == focal length(焦距 I &cX8Tw  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 9$EH K  
    "j +v,js  
    比较 eFes+i(35  
    K9LEIby  
    在下图中: ,^M]yr*~  
    透镜EPD=10mm HWOek"}Z[  
    截止频率=184lp/mm Xv]*;Bq:SK  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 &8juS,b  
         ! 7Nn ]Lx  
    >5df@_'  
    在下面的图表中: ;,FT&|3o  
    透镜EPD=13.31 mm dY 6B%V  
    截止频率=250 lp/mm frk7^5  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm a'm!M:w  
         2;O  c^  
    `2sdZ/fO  
    M$gvq:}kt  
    杂散光对评价函数的影响 0\QYf0o   
    enWF7`  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 2}ag_  
    MyK^i2eD  
    -.^@9 a>  
    F: f2s:<  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: EmYO5Whi  
    QZqp F9Eu  
     
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