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infotek 2021-08-02 10:23

MTF计算

描述 \2huDNW& !  
y L|'K}  
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。 q[Ed6FM$~  
?D8 +wj  
建立系统 KCc7u8   
_oBJ'8R\  
这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 v[J"/:]  
.|Y&,?k| Y  
n)xLEx,  
yG..B  
光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ey ;94n:<  
         ~f5g\n;  
     '#Pg:v_  
               U2TR>0l  
光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 2(5<Wj"  
;(I')[R "  
;.EW7`)Z  
 66 @#V  
RP|/rd]-k  
-H-:b7  
Q-7C'|  
}?KfL$@$  
T2/lvvG  
    
!gbPxfH:6  
分析 & Y Y^Bd#  
7 S 6@[-E  
这个系统的点扩散函数: !eE;MaS>  
  •    Log (Normal PSF) bjCO@t  
•    λ = 0.55 mm TVs#,  
•    0.32 waves 3rd order spherical !${7)=|=1  
•    EPD = 10 mm 14Y<-OO: k  
•    f/# = 9.68 9hn+eU  
点扩散函数如下图: pB0p?D)n  
$vjl-1x&  
HmQ.'  
       .,+TpP kc  
&Ay[mZQ 7  
系统的点扩散函数是: -{O>'9'1A  
•     Log (Normal PSF) 8urX]#  
•     λ = 0.55 mm 'h.:-1# L  
•     1 wave 3rd order spherical :plN<8  
•     EPD = 13.31 mm =R6IW,*  
•     f/# = 7.27 sDXD>upO  
点扩散函数如下图: -'%>Fon  
4#"_E:;PQ  
L5j%4BlK/  
n> tru L  
演算 |^k&6QO5  
`G0GWh)`x  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: [Rxbb+,U  
           k3yA*Ec  
c0aXOG^  
/9@[gv A  
在这个等式中变量定义如下: ms%RNxU4:  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) xmXuBp:M(R  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) =`pH2SJT  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx kH'zTO1  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); s{9 G//  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ^I y'G44  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) M)6iYA%$  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ?DrA@;IB  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 JEh(A=Eu>  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 zN3b`K. i  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) U]AJWC6  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) "zZ Z h  
•     F == focal length(焦距) A~)#  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) J5Ovj,[EZ  
DmtCEKa  
比较 wG@f~$   
r\T'_wo  
在下图中: AEd]nVV Q  
透镜EPD=10mm VS jt|F)t  
截止频率=184lp/mm f"RS,]  
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。 G nPrwDB  
     8yDe{  
J~.`  
在下面的图表中: fW=vN0Z  
透镜EPD=13.31 mm cw3j&k  
截止频率=250 lp/mm h<<uef9  
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 lW|`8ykp  
     ? FlQ\q  
Rn$[P.||  
u*=8s5Q[  
杂散光对评价函数的影响
bY UG4+rD  
MAQ(PIc>T  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 l0w<NZ F  
uL{CUt  
Fs(FI\^  
+3F%soum95  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: '\M]$`Et  
$a'}7Q_  
]{| wU.  
Ef$a&*)PH  
g{^~g  
QQ:2987619807 I%:\"g"c  
lmx0321 2021-08-02 15:28
感谢分享,学习一下
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