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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 v1\/dQK  
    jF0>w  m  
    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。 {Z^q?~zC[  
    ({WV<T&  
    建立系统 T8 >aU  
    T3h1eU  
    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。 F4 =V* /7  
    p?'&P!  
    "{M?,jP#  
    "g&hsp+i"A  
    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。 w7QYWf'  
             dc,qQM  
         zx;~sUR;  
                   ^D A<=C-[!  
    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。 ^_\%?K_u  
    M^jEp  
    dnCurWjdk  
    ?OVje9  
    Pd;Gc@'~  
    K aNO&%qX  
    aBWA hn  
    tYCVVs`?  
    KLgg([  
         [Lq9lw&   
    分析 eR:C?v  
    lYhC2f m_  
    这个系统的点扩散函数: u Fn?U)  
      •    Log (Normal PSF) ##a.=gl  
    •    λ = 0.55 mm { _~vf  
    •    0.32 waves 3rd order spherical >1RL5_US  
    •    EPD = 10 mm V{n7KhN~Y!  
    •    f/# = 9.68 Cm;M; ?  
    点扩散函数如下图: C{OkbE"Vym  
    O9_SVXWVw  
    3a}53? $  
           '+7"dHLC;  
    #M@~8dAH}M  
    系统的点扩散函数是: h}4yz96WD  
    •     Log (Normal PSF) 0HN%3AG]  
    •     λ = 0.55 mm jGe%'A N\  
    •     1 wave 3rd order spherical }mpFo 2  
    •     EPD = 13.31 mm rG3?Z^&R+  
    •     f/# = 7.27 ew<_2Xy"<  
    点扩散函数如下图: iAZbh"I  
    6o4Y]C2W{1  
    <."KejXg-  
    k{D0&  
    演算 C%H?vrR  
    2 ])e}& i  
    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: 3!vnSX(iv  
               lN*beOj  
    c&C*'c-r  
    Ako]34Rl,  
    在这个等式中变量定义如下: ic}mru  
    •     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) Q hdG(`PY~  
    •     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) &z@}9U*6b  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx RoNE7|gF:  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); DMlr%)@ {  
    •    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, ...) Y=t? "E  
    •   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) Yz#E0aTTA  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 3Uej]}c  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 k~)@D| ?  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 nf1O8FwRb  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) X.ecA`0  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 9 !$&1|,*  
    •     F == focal length(焦距 oxL)Jx\c9A  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) >R5A@0@d5  
    `\GR Y @cg  
    比较 6q^\pJY%&7  
    5+yy:#J]  
    在下图中: A?h o<@^  
    透镜EPD=10mm NS-0-o|4#  
    截止频率=184lp/mm S0M i  
    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。 ~RLWr.pK  
         ld3H"p rR  
    3)I]bui  
    在下面的图表中: F}=_"IkZ  
    透镜EPD=13.31 mm Mfnfp{.)  
    截止频率=250 lp/mm gegM&Xo  
    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 >Y(JC#M;  
         uh`5:V  
    .5);W;`X  
    70 Ph^e)  
    杂散光对评价函数的影响 k(o(:-+x  
    e=3C*+lq\  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 yzZzaYv "/  
    +s^nT{B@\  
    ;e.8EL  
    &XCP@@T  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: [5ncBY*A7  
    O p1TsRm5L  
     
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