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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 0N" VOEvG  
    g~>g])  
    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'72\(  
    D^R=  
    建立系统 Xm#E99  
    x/Nh9hh"  
    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。 tC4:cX  
    C`p)S`d  
    -#9Hb.Q;  
    st|;] q9?  
    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]s\s[B  
             0`{3|g  
         (W=J3 ?hn  
                   #Tr>[ZC  
    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。 'dkKBLsx  
    ,wyfMOGLt  
    1c$<z~  
    \.@fAgv  
    *5kQ6#l  
    M9 _G  
    X^2Txm d  
    RB\0o,mw4  
    x]1G u  
         ,-4SVj8$P  
    分析 o@p(8=x  
    lphELPh  
    这个系统的点扩散函数: pl-2O $  
      •    Log (Normal PSF) mnZS](>  
    •    λ = 0.55 mm \[nvdvJv  
    •    0.32 waves 3rd order spherical }I1A4=d  
    •    EPD = 10 mm t *8k3"  
    •    f/# = 9.68 @[:JQ'R=  
    点扩散函数如下图: w<m) T  
    $O+e+Y  
    -{ae  
           nb -Je+  
    IQ&o%   
    系统的点扩散函数是: * KDT0;/s  
    •     Log (Normal PSF) yq?7!X  
    •     λ = 0.55 mm &~%( RO  
    •     1 wave 3rd order spherical :9_N Y"P  
    •     EPD = 13.31 mm 86]})H  
    •     f/# = 7.27 r`; "  
    点扩散函数如下图: j-?zB .jAh  
    |Lq -vs?  
    @,Re<%\  
    |L@9qwF  
    演算 v(ATbY75  
    j:JM v  
    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: :X?bWxOJ  
               2u(v hJ F5  
    *=6,}rX"I  
    Ab"mX0n  
    在这个等式中变量定义如下: OG M9e!  
    •     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) Cb{n4xKW6  
    •     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) O_f+#K)  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx qtx5N)J6  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); M"E ]r=1  
    •    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, ...) ]>K02SVT:  
    •   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) nDdF(|Qt  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) C:]&V*d.v4  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 :HJ@/ s!J  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 5M.KF;P  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) @IB+@RmL  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) # j=r  
    •     F == focal length(焦距 jq4'=L$4  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Is87 9_Z  
    ~7N>tjB  
    比较 /,>@+^1  
    ,O9rL :?  
    在下图中: LPg1G+e  
    透镜EPD=10mm jslfq@5v  
    截止频率=184lp/mm v7"Hvp3w  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 QQd%V#M?  
         SqiLp!Y`  
    2n9E:tc  
    在下面的图表中: m[@7!.0=  
    透镜EPD=13.31 mm qJ;T$W=NG  
    截止频率=250 lp/mm \X'{ ee  
    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 F-^#EkEGe  
         :&]THUw  
    WsA(8Ck<  
    .ZK|%VGW  
    杂散光对评价函数的影响 9$9Pv%F:j  
    ;'o:1{Y  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 1I#S?RSb  
    =5JTVF  
    ++s=$D  
    #>SvYP  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: o'W[v0> L-  
    q><E?  
     
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