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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 ^/:G`'  
    HE.YfD)  
    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。 . yN.  
    >A*BRX"4C  
    建立系统 7Ug^aA  
    tJ9-8ZT*  
    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。 Nny#}k Bt  
    2e*"<>aeq  
    nf )y_5y  
    0;n}{26a  
    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。 #:M <<gk  
             V m]u-R`{  
         1qN+AT  
                   2NvbQ 3c5  
    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。 DQyy">]Mh  
    G Q])y  
    ~pG,|\9  
    y*7<tj.`b0  
    dvPlKLp  
    'FN+BvD  
    <)9dTOdd  
    {"n=t`E)3  
    ~%Xs"R1c ,  
         ,); -v4$  
    分析 R,f"2 k  
    3.E3}Jz`  
    这个系统的点扩散函数: kCvf-;b  
      •    Log (Normal PSF) ^J?y mo$>0  
    •    λ = 0.55 mm ! w2BD^V-  
    •    0.32 waves 3rd order spherical _}3NLAqg  
    •    EPD = 10 mm :WHbwu,L$  
    •    f/# = 9.68 /^Ng7Mi!  
    点扩散函数如下图: &N:`Rler  
    fYUbr"Oe  
    i2 7KuPjC  
           iJVm=0WS^  
    hB??~>i3  
    系统的点扩散函数是: rLx'.:  
    •     Log (Normal PSF) " 'TEBkj|u  
    •     λ = 0.55 mm ;'P<#hM[$  
    •     1 wave 3rd order spherical cd:VFjT  
    •     EPD = 13.31 mm Vk?US&1q}  
    •     f/# = 7.27 o7 1f<&1  
    点扩散函数如下图: $i;_yTht  
    B~7]x;8h  
    U8GvUysB!  
     LAO2Py#  
    演算 Q5>]f/LD  
    %IH ra6  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: SJ).L.Cm6  
               a n,$Z,G#K  
    ^;mnP=`l[  
    *7G5\[gI$  
    在这个等式中变量定义如下: 8c5%~}kG  
    •     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) YT\.${N  
    •     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) R/@n+tb e  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx WNWtQ2]  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); #xfPobQ>il  
    •    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, ...) B(qwTz 51  
    •   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) &.)ST0b4  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 9KDm<Q-mf  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Zg/ ],/`  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 8rpr10;U  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) *4?%Y8;bF6  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) cByUP#hW  
    •     F == focal length(焦距) 3iBUIv  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) L2{b~`UvP  
    @D7/u88|  
    比较 hhcO ]*  
    I6RF;m:Jw  
    在下图中: Yrmd hSY  
    透镜EPD=10mm KAR **Mp+  
    截止频率=184lp/mm = sh3&8  
    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。 1}"Prx-  
         v/~Lfi  
    ]=?.LMjnH  
    在下面的图表中: 4d;.p1ro  
    透镜EPD=13.31 mm MoMxKmI  
    截止频率=250 lp/mm S9lT4  
    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 #kRt\Fzq  
         vG#,J&aW  
    %WAaoR&u  
    QM4O|x[   
    杂散光对评价函数的影响 b3l~wp6>  
    a}5/?/  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 U}^`R,C  
    bo40s9"-*W  
    <(W:Q3?s  
    %{ +>\0x  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Wz)@k2  
    3eR c>^wh  
     
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