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infotek 2021-08-02 10:23

MTF计算

描述 }Sx+:N*  
$bCN;yE  
FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 K*/X{3J;  
}x~1w:z Hd  
建立系统  ob_*fP  
/19ZyQw9  
这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 2zPO3xL,  
[6u8EP0xM  
T?4I\SG  
Lu.C+zgQ  
光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 AE@N:a  
         3UNmUDl[~  
     Chs#}=gzi  
               u}0U!  
光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ~Qm<w3oy  
AzZb0wW6p  
+ FG Xx  
 %>z)Q  
,7/F?!G!J  
05ZF>`g*  
i.5?b/l0  
P$H9  
/l b"g_  
    
w|G4c^KH  
分析 [dIlt"2fV  
gLzQM3{X9  
这个系统的点扩散函数: N]dsGvX  
  •    Log (Normal PSF) t,IQ|B&0  
•    λ = 0.55 mm Oh'C [  
•    0.32 waves 3rd order spherical RQ*oTsq  
•    EPD = 10 mm *%aWGAu:  
•    f/# = 9.68 \\(3gB.Gd  
点扩散函数如下图:  K?]c  
*Z}9S9YtN  
2PDU(R  
       2_C&p6VGj  
;56mkP  
系统的点扩散函数是: M@a=|N~  
•     Log (Normal PSF) d+L!s7  
•     λ = 0.55 mm I=c}6  
•     1 wave 3rd order spherical +6;1.5Tc  
•     EPD = 13.31 mm yk0#byW`  
•     f/# = 7.27 J5#shs[M:  
点扩散函数如下图: D=_FrEM_IA  
]1dnp]r  
=;m;r!,K  
)Rj,PF-9Z[  
演算 l|" SM6  
48g`i  
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: ;-"'sEu}  
           "yG*Kh7ur  
aQ#6PO7.Z  
\Pt_5.bTs[  
在这个等式中变量定义如下: _J ZlXY  
•     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) 9 lH00n+'  
•     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) ykBq?Vr  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx )mh,F# "L  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); H^J waF  
•    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, ...) 0UN65JBuD  
•   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) @mm~i~~KA  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) b Sm*/Q  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ?3; 0 SAh  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 met`f0jw  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) LG:Mksd8=4  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) "3e1 7dsY  
•     F == focal length(焦距) wdLlQD  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) a<Ksas'5S  
}:xj%?ki  
比较 gK",D^6T*Y  
up )JU [  
在下图中: )^[PW&=W|x  
透镜EPD=10mm 5$<Ozkj(  
截止频率=184lp/mm !Jk|ha~r  
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。 PsOu:`=r  
     |N+uEiJ  
Y:KIaYkk  
在下面的图表中: $Y=xu2u)  
透镜EPD=13.31 mm Ek,$XH  
截止频率=250 lp/mm Xb\de_8!  
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 D\ kd6  
     /~}<[6ZGCY  
tJ9-8ZT*  
S E0&CV4  
杂散光对评价函数的影响
%?i~`0-:n%  
:Lh`Q"a  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ZK$<"z6{  
]Z=O+7(r  
p8|u0/;k  
=P7!6V\f  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: %Z!3[.%F  
|N%#;7  
i=aK ?^+  
|\6Ff/O  
iVAAGZ>am  
QQ:2987619807 6  5>}Q.p  
lmx0321 2021-08-02 15:28
感谢分享,学习一下
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