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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 5Y<O  
    Vk%[N>  
    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。 qK}4r5U  
    "fWAp*nI3t  
    建立系统 +$Q.N{LV  
    Y rq-(  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 & h)G>Sqc  
    ap|7./yg  
    Y r3h=XY  
    W vh3Y,|3  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 Gvg)@VNr  
             ,\*PpcU  
         m$nT#@l5bH  
                   OO)m{5r,{  
    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。 kmHIU}Z  
    bvyX(^I[q  
    TI '(  
    E"LSM]^^<f  
    R5 O{;/w  
    r![RRa^  
    rv`kP"I  
    pfd||Z  
    kMD:~ V  
         j ys1Ki  
    分析 aXi5~,Ks_  
    + 3+^J?N  
    这个系统的点扩散函数: K/oC+Z;K  
      •    Log (Normal PSF) CKJ9YKu{W  
    •    λ = 0.55 mm ~!o\uTVr  
    •    0.32 waves 3rd order spherical E]z Td$v6  
    •    EPD = 10 mm tK9_]663  
    •    f/# = 9.68 AhjK*nJF  
    点扩散函数如下图: );4lM%]eb  
    8?ig/HSt2  
    vZEeb j  
           [x}]sT`#a  
    w!$|IC  
    系统的点扩散函数是: S $wx>715  
    •     Log (Normal PSF) 5sbMp;ZM  
    •     λ = 0.55 mm l2>ka~  
    •     1 wave 3rd order spherical u=a5Z4N'  
    •     EPD = 13.31 mm Af8&PhyrU  
    •     f/# = 7.27 {(mT,}`4  
    点扩散函数如下图: bs-O3w  
    0bY}<x(;  
    HsA4NRF'7  
    F8e]sa$K\  
    演算 ^[]G sF  
    g\sW2qXEw  
    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: q}-q[p? 5  
               SM>V o+  
    jJ^p ?  
    nAc02lJh|  
    在这个等式中变量定义如下: h.\V;6ly  
    •     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) DDdMWH^o7  
    •     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) dP8b\H  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx QR'yZ45n4  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); z[kz [  
    •    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, ...) :W'Yt9v)  
    •   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) >T*/[{L8;  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) :f^ =~#!  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 rLMjN#`^  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 HKA7|z9{  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) IooAXwOF  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) CA2 ,  
    •     F == focal length(焦距 //C3tW  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) R"Q=U}?$  
    SrMg=a  
    比较 bzFwQi}>  
    ka_]s:>+  
    在下图中: <gU^#gsGra  
    透镜EPD=10mm O 0Fw!IQk  
    截止频率=184lp/mm 9}e`_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。 (n'Mf  
         ICSi<V[y1  
    xE/r:D#  
    在下面的图表中: GX4HW \>a  
    透镜EPD=13.31 mm \!HG kmd  
    截止频率=250 lp/mm S{cy|QD  
    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 6?-vj2,  
         ?yKW^,q+  
    w_-v!s2  
    5mNd5IM  
    杂散光对评价函数的影响 CRy;>UI  
    (rfU=E  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 'gYUyl  
    d! 0p^!3  
    JTu^p]os?  
    zZ3Ko3L%g_  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: <"I#lib  
    P;R`22\3  
     
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