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infotek 2021-08-02 10:23

MTF计算

描述 3w+ +F@(  
M%5_~g2n'\  
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。 8Y;2.Z`Rz  
5[P^O6'  
建立系统 9 }  ]C  
Or-LQ^~  
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。 |oR#j `  
Vr #o]v  
/1.gv~`+  
X @X`,/{X  
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。 J,k.*t:  
         a)!R4  
     jIWX6  
               5Z13s  
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。 Jjh=zxR>  
^O**ZndB/  
^%qQ)>I=j  
}p*WH$!~  
\mw5 ~Rf;  
1(jx.W3  
+d3h @gp  
#2%8@?_-M  
_;:B@Z  
    
)~#3A@  
分析 F`o"t]AD-a  
* K0aR!  
这个系统的点扩散函数: o>I,$=  
  •    Log (Normal PSF) N^jr  
•    λ = 0.55 mm c\rP"y|S};  
•    0.32 waves 3rd order spherical EH]qYF.  
•    EPD = 10 mm T!>sL=uf  
•    f/# = 9.68 BuS[(  
点扩散函数如下图: H WFnIUv  
.<6'*X R  
/=KEM gI?  
       m2Wi "X(I_  
3GXmyo:o$  
系统的点扩散函数是: &Vg)/t;  
•     Log (Normal PSF) zn5|ewl@"  
•     λ = 0.55 mm M?I^`6IOc8  
•     1 wave 3rd order spherical Y7 e1%,$v  
•     EPD = 13.31 mm 3u9}z+q  
•     f/# = 7.27 Q=^TKsu  
点扩散函数如下图: ?qbq\t  
Om2w+yU  
m|PJwd6  
j_SUR)5  
演算 }zrapL"9X  
4C9k0]k2  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: _Pn 1n  
           R HmT$^=  
n"nfEA3{`  
]vH:@%3U  
在这个等式中变量定义如下: V/yj.aA*@  
•     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) U"L-1]L  
•     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) Bx|h)e9  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx mnU8i=v0 A  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0*6Q 8`I  
•    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, ...) +_ny{i`'  
•   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) %.;;itB  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) '-P+|bZW4  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 MaZS|Zei[  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 [x -<O:r=P  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) STz@^A  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) EEiWIf&S,  
•     F == focal length(焦距) uz;eY D  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) &a'LOq+r'  
@ 6H7  
比较 LXf|n  
j)#GoU=w  
在下图中: Uv!VzkPfo  
透镜EPD=10mm \9]- (j6[H  
截止频率=184lp/mm 54oJ MW9  
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。 ^[Y/ +Q.J  
     -cP1,>Ahv  
Px gul7  
在下面的图表中: 8( bK\-b  
透镜EPD=13.31 mm 0R}hAK+| 4  
截止频率=250 lp/mm qpq(<  
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 /`j2%8^N  
     _.SpU`>/f  
^,` L!3  
C#L|7M??;  
杂散光对评价函数的影响
fP llN8n  
{"db1Gbfg  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 So4#n7  
UkC'`NWF*  
sY?sQ'E2]  
gwFW+*h  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: :c(#03w*C  
fr&p0)85>B  
N:,V{Pw  
o8S P#ET"n  
a>k9& w  
QQ:2987619807 bb$1zSA  
lmx0321 2021-08-02 15:28
感谢分享,学习一下
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