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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 t6! p\Y}}  
    ;@=@N9q K  
    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。 ,Yiq$Z{qQ  
    #]N&6ngJ  
    建立系统 x0TnS #  
    S|z(  
    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。 {!:|.!-u  
    ?[*@T2Ck  
    J"a2 @S&  
    Z IGbwL  
    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。 X7imUy'.  
             @ B}c4,  
         &j wnM  
                    CU7iva  
    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`[HjS,  
    V}Y~z)i0  
    MFCbx>#  
    ]ZU:%Qhu  
    S|=rF<]my  
    `,8R~-GPD  
    Rzn0-cG  
    ho SU`X  
    %3@RZe  
         J T0,Z  
    分析 xYzcV%-Pm  
    D3ZT''  
    这个系统的点扩散函数: <whPM  
      •    Log (Normal PSF) =."WvBKg  
    •    λ = 0.55 mm :BrnRW64  
    •    0.32 waves 3rd order spherical d/-]y:`f`  
    •    EPD = 10 mm Rp4BU"&sU  
    •    f/# = 9.68 * zJiii  
    点扩散函数如下图: 5D02%U2N)G  
    >> 8KL`l  
    b$$L]$q2  
           j)lM:vXR  
    Y;I(6`,Y  
    系统的点扩散函数是: %lqG*dRx0  
    •     Log (Normal PSF) 4)>\rqF+v  
    •     λ = 0.55 mm Kw5+4R(5  
    •     1 wave 3rd order spherical O<H@:W #k  
    •     EPD = 13.31 mm #\!hBL @b  
    •     f/# = 7.27 ~]t2?SqNm  
    点扩散函数如下图: (w7cdqe  
    Fy+7{=?^F  
    3\U,Kg  
    SUFaHHk@/b  
    演算 ]P ?#lO6  
    oT5rX ,8  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: &V,-W0T_  
               uhN(`E@  
    ?RjKP3P  
    yKk,);  
    在这个等式中变量定义如下: t BXsWY{  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) "=5vgg3  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) GT`<jzAiQ  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ] !*  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); c K}  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) rQQPs\o  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ]V]@Zna@g  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) MsiC!j.-  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 2*",{m  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 H fmMf^c  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) MH~qfH>K  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) @BQB NGR1  
    •     F == focal length(焦距 r3bvuq,6$  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) f`";Q/rG  
    I`}vdX)  
    比较 gZ%O<XO  
    Q8/0Cb/  
    在下图中: }T*xT>p^3  
    透镜EPD=10mm Y Z2VP  
    截止频率=184lp/mm o5G"J"vxe  
    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。 aZ:?(u]  
         !{ )AV/\D  
    lL+^n~g  
    在下面的图表中: kx#L<   
    透镜EPD=13.31 mm B+H9c~3$  
    截止频率=250 lp/mm ?kxWj(D  
    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 qA\kx#v]P  
          eJ\j{-  
    xwp?2,<  
    YbBH6R Zr  
    杂散光对评价函数的影响 EYD{8Fw-  
    ML"P"&~u6  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 "9T`3cM0  
    D\&y(=fzf  
    s=@Ce V@4W  
    ~acK$.#  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ^3s&90  
    M[N.H9  
     
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