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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 3v5]L3  
    )vhHlZ *+  
    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。 d;H1B/  
    ^]AjcctGr  
    建立系统 i%v^Zg&FU  
    *>zr'Tt,W  
    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@7[8}  
    i#&]{]}Qv  
    k h#|`E#,  
    N] }L*o&  
    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。 _8DY9GaE  
             [m!$01=  
         e2k!5O S  
                   Y |n_Ro^~  
    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。 x>p=1(L  
    .KTDQA\  
    86.!s Q8b  
    6HFA2~A  
    ${0Xq k  
    UYGl  
    B5P++aQ  
    [t,grdw  
    FL"IPX;S  
         Fu!:8Wp!(  
    分析 pB h [F5  
    h$4V5V  
    这个系统的点扩散函数: (a@cK,  
      •    Log (Normal PSF) c[@>#7p`o  
    •    λ = 0.55 mm 9{?<.%  
    •    0.32 waves 3rd order spherical SQWA{f  
    •    EPD = 10 mm X NnsMl  
    •    f/# = 9.68 ps_CQh0  
    点扩散函数如下图: >0T0K`o  
    u,4,s[  
    5rfGMk <  
           ^~eT# Y8  
    , N5Rdgzk  
    系统的点扩散函数是: {b7P1}>-*  
    •     Log (Normal PSF) Et# }XVCJ  
    •     λ = 0.55 mm JwxI8Pi*y  
    •     1 wave 3rd order spherical C7eaioW$  
    •     EPD = 13.31 mm Pg|q{fc  
    •     f/# = 7.27 VS1gg4tCv  
    点扩散函数如下图: C} Ewi-  
    wF$8#=  
    4VD'<`R[  
    12;" K?7{  
    演算 >{ne!  
    h:Npi `y  
    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: =HYMX "s  
               ?gH[tN:=  
    5 -5qm[.;  
    FV!  
    在这个等式中变量定义如下: FzFY2h;n]B  
    •     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) UIIunA9  
    •     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) Hg*6I%D[So  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx \[ +ZKj:  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); (E\7Ui0 Q  
    •    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, ...) / QSK$ZDC  
    •   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) Z!^iPB0~D  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) c]t =#  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 aG`G$3_wx  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 oRmN|d ~4  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) xAon:58m{  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) T1\.~]-msb  
    •     F == focal length(焦距 Bn-%).-ED  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) }7wQFKME  
    !@p@u;djJ  
    比较 @1^iWM j  
    /'!F \ kz  
    在下图中: &*T57tE  
    透镜EPD=10mm xa5I{<<U  
    截止频率=184lp/mm AIN_.=]"?  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 (B7M*e  
         ! FhN(L[=j  
    - "h {B  
    在下面的图表中: q J@XVN4   
    透镜EPD=13.31 mm & i)p^AmM  
    截止频率=250 lp/mm  Z\4l+.R`  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm I>C;$Lp]  
         | t3_E  
    "72 _Sw  
    ~~&8I!r e  
    杂散光对评价函数的影响 haqL DVrf  
    \b{=&B[Q$'  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ,.x1+9X  
    !sK{:6s  
    zl4Iq+5~6Q  
    Ub4j3`  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: !pQQkZol  
    Q<wrO  
     
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