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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 b[/-lNrc  
    Q4UaqiL  
    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。 s Ce{V*ua  
    +VTMa9d  
    建立系统 ua2SW(C@  
    x1TB (^aX  
    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。 wL}=$DN  
    fHM<6i<C  
    :HwB+Bjy  
    nlJxF5/  
    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。 W# ev  
             7^ER?@:W  
         $oh}!Smt  
                   @o_-UsUX  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ]A'E61t<n  
    Ix}:!L  
    oas}8A)  
    Iz VtiX  
    OJ&~uV>2  
    MbF.KmV  
    TJ+yBMd*%  
    ^'#vUj:"  
    'b%S3)}  
         @<l7"y;\  
    分析 >8EIm  
    - wCfwC  
    这个系统的点扩散函数: @*!8  
      •    Log (Normal PSF) {8'I+-  
    •    λ = 0.55 mm `O*+%/(  
    •    0.32 waves 3rd order spherical /JJU-A(  
    •    EPD = 10 mm %I?uO( @  
    •    f/# = 9.68 U }xRvNz  
    点扩散函数如下图: GXf"a3  
    y1z4qSeM  
    Eqnc("m)  
           jo/-'Lf{?  
    kbiMqiPG  
    系统的点扩散函数是: jgbE@IA@!'  
    •     Log (Normal PSF) ~:v" TuuK  
    •     λ = 0.55 mm {e,S}:$g4  
    •     1 wave 3rd order spherical X)x$h{ OE  
    •     EPD = 13.31 mm 6Xbo:#  
    •     f/# = 7.27 (@[c;+x  
    点扩散函数如下图: "1yXOy^2  
    !3E33  
    xXQDHc -Ba  
    a}EO7tcg,  
    演算 ZxLgV$U  
    $QN}2lJ>  
    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: $0=f9+@5  
               0"3l2Eo  
    ,p {|f}0  
    ncjtv"2R  
    在这个等式中变量定义如下: 4At{(fw W  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) %i 6i.TF  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) @FU9!  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx cA m>f[  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 7&-B6Y4  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Q!9AxM2K  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) /-4rcC  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ^Cs?FF@P  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 3+ JkV\AF  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 q &]I  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) YEqZ((H  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Q+YYj  
    •     F == focal length(焦距 o-H\vtOjE  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) _[SW89zk  
    jbZ%Y0km%  
    比较 *.qm+#8W  
    Y- esD'MD  
    在下图中: Y)lYEhF  
    透镜EPD=10mm MROe"Xj  
    截止频率=184lp/mm XA PqRJ*Z  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 3g ep_ aC  
         wA$ JDf)Vg  
    G6@XRib3  
    在下面的图表中: R+}7]tva6C  
    透镜EPD=13.31 mm X"lPXoCN  
    截止频率=250 lp/mm U|yXJ.Z3  
    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 ~?E.U,R  
         9 M>.9~  
    dPvRbwH<  
    O1xK\ogv  
    杂散光对评价函数的影响 v{tw;Z#  
    g4z*6L,u  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 7\.{O$Q  
    ^6g^ Q*"  
    J;8M. _  
    >x'R7z23  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: - ,YoVB!T  
    (+aU,EQ  
     
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