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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 R ^ZOcONd-  
    +No` 89Y  
    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。 y;_F[m  
    u> =\.d <  
    建立系统 3p]\l ]=  
    g_0| `Sm  
    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_vl dTIW  
    ^Jw=5 ImG  
    >M0^R} v  
    /PbMt  
    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。 )G-u;1rd  
             Sj o-Xf}  
         dKhS;!K9p  
                   Q(O0z3b  
    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。 '}:(y$9.`  
    gX*j|( r  
    U;0:@.q  
    f:6F5G  
    -2'+GO7G  
    n5)ml)m  
    ""Oir!4  
    D&i, `j  
    |oSqy  
         3i\Np =  
    分析 bjI3xAs~  
    nM *}VI  
    这个系统的点扩散函数: }^VikT]>1  
      •    Log (Normal PSF) KzQFG)q,  
    •    λ = 0.55 mm lM#,i\8Q  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Uy*d@vU9c  
    •    EPD = 10 mm ` TH\0/eE  
    •    f/# = 9.68 X&i;WI  
    点扩散函数如下图: Zrj#4 E1  
    a8-V`  
    F_I!qcEQ  
           R0mkEM  
    l]j;0i  
    系统的点扩散函数是: j-VwY/X  
    •     Log (Normal PSF) $$EEhy  
    •     λ = 0.55 mm w'XN<RWA  
    •     1 wave 3rd order spherical x-W~&`UU  
    •     EPD = 13.31 mm q*tGlM@R?  
    •     f/# = 7.27 !\'H{,G  
    点扩散函数如下图: QcJC:sP\>  
    y%x:~.  
    Uq`6VpZ  
    < Wp)Y  
    演算 k_uI&,  
    LbYIRX  
    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: !"&-k:|g  
               8 nL9#b  
    EUVD)+it  
    |QMmF"0  
    在这个等式中变量定义如下: 5#s],h  
    •     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) sI h5cT  
    •     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) !m%'aQHH(  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx -7'|&zP  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); q'4P/2)va  
    •    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~%6o6  
    •   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) d R=0K  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) &328pOT4  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ofw&? Sk0  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 !uO@4]:Y  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) sINf/mv+  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) m*CW3y{n)  
    •     F == focal length(焦距 +\;Ro18?  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) O[{/P:a  
    ]9)iBvQlj  
    比较 uB3VCO.;_  
    mBb3Ta  
    在下图中: *po o.Zz  
    透镜EPD=10mm xx|D#Z}G  
    截止频率=184lp/mm B~| ]gd  
    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。 nB5\ocJ  
         q@O  
     o0>|  
    在下面的图表中: =wW M\f`=  
    透镜EPD=13.31 mm S'W,AkT  
    截止频率=250 lp/mm Q672iR\#)  
    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 43-Bx`6\  
         JM?__b7g2  
    GQk/ G0*&  
    ARt{ 2|  
    杂散光对评价函数的影响 1]5k l J  
    %<+uJ'pj  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 '+ZJf&Ox  
    9 nY|S{L  
    mqHH1}  
    >~]|o   
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 9<toDg_  
    cWZ uph\  
     
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