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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 ,Ix7Yg[  
    =}u;>[3  
    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。 Fu!:8Wp!(  
    5{[3I|m{  
    建立系统 Vr`UF0_3q  
    hFyN|Dqhds  
    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。 zxTm`Dh;[  
    6D _4o&N  
    SQWA{f  
    X NnsMl  
    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。 9O~1o?ni  
             Z;SRW92@  
         DV]Kd 7  
                   y/4 4((O  
    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。 !V7VM_}@Y  
    ~)Ny8Dh  
    GVCyVt[!-  
    <@ (HQuL#  
    pcoJ\&&W  
    Jel%1'Dc^  
    (;V]3CtU*  
    DZ(e^vq  
    z| i$eF;x3  
          @X  
    分析 *M6M'>Tin  
    ?)5}v4b  
    这个系统的点扩散函数: %ktU 51o  
      •    Log (Normal PSF) ^V_vpr]}P  
    •    λ = 0.55 mm <),FI <~  
    •    0.32 waves 3rd order spherical f+-w~cN  
    •    EPD = 10 mm `"Tx%>E(U  
    •    f/# = 9.68 /,c9&i t(M  
    点扩散函数如下图: T->O5t c  
    !>  
    6TlkPM$~2  
           3[-L'!pOX3  
    d+[hB4!l2  
    系统的点扩散函数是: nke[}Hqf  
    •     Log (Normal PSF) ~Se/uL;*  
    •     λ = 0.55 mm @;JT }R H-  
    •     1 wave 3rd order spherical b6R0za  
    •     EPD = 13.31 mm +.b~2K1  
    •     f/# = 7.27 .'L@$]!G  
    点扩散函数如下图: SN\;&(?G  
    X;6&:%ZL@^  
    Xp4pN{he  
    52{jq18&  
    演算 ){L`hQ*=w  
    oC^-" (#  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ,hYUxh45  
               /8 Ca8Ju  
    ! FhN(L[=j  
    HVh+Z k  
    在这个等式中变量定义如下: Cq}LKiu  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) vAHJP$x  
    •     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) <?2[]h:wp  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx fL' 42  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); i[T!{<  
    •    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, ...) wvBJ?t,  
    •   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) C4#'`8E  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) <+ >y GPp  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Mp7r`A,6  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 lH T?  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) : -te  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 5lVDYmh  
    •     F == focal length(焦距 ,^`+mP  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) f.,S-1D]h  
    QVQe9{ "0  
    比较 {CYFM[V  
    7o'kdY Jzo  
    在下图中: ro|d B  
    透镜EPD=10mm 7K%Ac  
    截止频率=184lp/mm s-3vp   
    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。 k 32 Jz.\B  
         G%Wjtrpj  
    Z_ak4C  
    在下面的图表中: > ~J&i3  
    透镜EPD=13.31 mm sMs 0*B-[  
    截止频率=250 lp/mm M,3sK!`>  
    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 ~eA7:dZLb  
         [Xg?sdQCI  
    u\<z5O  
    NcwZ_*sqj  
    杂散光对评价函数的影响 tg7%@SI5^-  
    WVir[Kv%  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ||0mfb  
    I[c/) N  
    EO:i+e]=  
    [qI, $ +  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: gG&2fV}l6  
    n]r7} 2hM  
     
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