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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 $e_ps~{7$  
    C=]3NB>Jc  
    FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 eeDhTw9  
    F9<OKcXH  
    建立系统 7*5ctc!dG  
    dL\8^L  
    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。 P~ykC{nD  
    aE%VH ;?  
    %b?Pasf.  
    Z`*cI   
    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。 <oO,CXF  
             @Dy.HQ~  
          n=&c5!  
                   [v`4OQF/  
    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。 w|HZI,~  
    br;G5^j3?  
    ZFON]$Zk  
    l#"alU!<^  
    V4-=Ni]k  
    P&GZe/6Y  
    .}E)7"Qi,  
    caP  
    m@@QT<  
         d.AjH9 jg  
    分析 (*ng$z Z$  
    OGFKc#  
    这个系统的点扩散函数: @NIypi$T  
      •    Log (Normal PSF) sV<4^n7  
    •    λ = 0.55 mm 2UF94  
    •    0.32 waves 3rd order spherical (HI%C@e9  
    •    EPD = 10 mm  ~Hs{(7   
    •    f/# = 9.68 5avO48;Vc  
    点扩散函数如下图: bw\=F_>L  
    ;N\?]{ L  
    =dBrmMh  
           H1nQ.P]_  
    _);Kb/  
    系统的点扩散函数是: G!8pF  
    •     Log (Normal PSF) 1 =<|h  
    •     λ = 0.55 mm Y+GeT#VHe  
    •     1 wave 3rd order spherical ^W D$ gd  
    •     EPD = 13.31 mm qfu2}qUX~%  
    •     f/# = 7.27 >#?: x*[  
    点扩散函数如下图: pCc7T-"og  
    _|ib@Xbin  
    kDq%Y[6Z  
    c0&'rxi( B  
    演算 'I]"=O,  
    5$U>M  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: h<;[P?z  
               3 \r@f_p  
    "PaGDhS  
    .4> s2  
    在这个等式中变量定义如下: &|}IBu:T  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) |nN/x<v  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) AJfi,rFPg  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Ki/5xK=s  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); K<6x4ha  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) k_<{j0z.  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) [IFRwQ^%_O  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) *t{c}Y&@  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 2?iOB6  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 WV1 Z  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 4oV_b"xz~  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) JjLyV`DJ  
    •     F == focal length(焦距) e[mhbFf-  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) F9P0cGDs  
    ~e77w\Q0  
    比较 ll\^9 4]Q  
    AH'4H."o/9  
    在下图中: |4. o$*0Y  
    透镜EPD=10mm KM}4^Qc  
    截止频率=184lp/mm 19 wqDIE0  
    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。 C6UMc} 9h  
         '0')6zW5s  
    2~WFLD  
    在下面的图表中: 0j!ke1C&C  
    透镜EPD=13.31 mm U@J/  
    截止频率=250 lp/mm 4Sstg57x~  
    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 =j+oKGkoCa  
         9LO.8Jy  
    o1X/<.0+  
    &1E~ \8U  
    杂散光对评价函数的影响 `bZU&A(`Be  
    6!%d-Z7)  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 @=NVOJy}c  
    5m.KtnT)  
    G:c8`*5Q  
    HS6Imi  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: $wYuH9(  
    9MB\z"b?A  
     
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