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infotek 2021-08-02 10:23

MTF计算

描述 m6K7D([f  
z>,tP  
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。 Srmr`[i  
1##@'L|u  
建立系统 i={4rZOD^  
8:S+*J[gSn  
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。 svxjad@l/  
z<fd!g+^  
Rsq EAdZw[  
LQ%QFfC  
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。 9__Q-J  
         TTa3DbFp%  
     '4#NVXVQm  
               QbSLSMoL  
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。 (X5y%~;V5a  
:XAyMK7   
o(?9vU  
[) >Yp-n  
?,v& o>*  
r 20!   
^["D>@yIR  
Dmy=_j?ej  
HfH_jnR*  
    
~}ifwm'7 a  
分析 `DSFaBj,  
@Z#h?:  
这个系统的点扩散函数: ~rjK*_3/  
  •    Log (Normal PSF) gn.)_  
•    λ = 0.55 mm .9z}S=ZK  
•    0.32 waves 3rd order spherical tzgaHN  
•    EPD = 10 mm Uy|!f]"?  
•    f/# = 9.68 Y$Rte .?  
点扩散函数如下图: ^jS1g*nrN  
H l(W'>*oL  
gG.+3=  
       | ~>7_:  
3"my!}03  
系统的点扩散函数是: 6?.S-.Mr  
•     Log (Normal PSF) 'ta&qp  
•     λ = 0.55 mm n.NWS/v_{  
•     1 wave 3rd order spherical ~~"U[G1  
•     EPD = 13.31 mm |=VWE>g  
•     f/# = 7.27 @44*<!da  
点扩散函数如下图: L$!2<eK  
Jc5Y Gj7  
:wRfk*Ly  
)`Qr=DIsW  
演算 #fx"tx6  
T\4>4eX-  
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: ?kV_!2U)'K  
           g%^/^<ei  
LB$0'dZU  
\0;w7tdo  
在这个等式中变量定义如下: v&9:Wd*Iz'  
•     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Ji=`XsV  
•     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) = 4|"<8'  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Dh#5-Kf%  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Unt]=S3u  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) |7Z}#eP//  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 4XiQ8"C  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) gwB0/$!4"  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 &ns??:\+T  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256  9[YnY~z)  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) >XuPg(Ow  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ?/@XJcm+  
•     F == focal length(焦距) "5N$u(: b  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ' < >Q20  
)`W|J%w+  
比较  =mcQe^M  
+Qzl-eN/+  
在下图中: /yUKUXi  
透镜EPD=10mm /=#~8  
截止频率=184lp/mm e&[~}f?  
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。 aDLlL?r3  
     %7\l+g,  
0oi.k;  
在下面的图表中: U =g&c `  
透镜EPD=13.31 mm # X{lV]Z  
截止频率=250 lp/mm q/@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 !T~uxeZ/;  
     [{`&a#Q  
G2>s#Y5(,  
-Fop<q\b  
杂散光对评价函数的影响
^foCcO  
$|!3ks  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 rT4qx2u  
Lke!VS!P&  
@K#}nKN'  
JV !F<  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: l[WX77bp=  
(X2[}K  
D7B g!*  
~@}n}aV'!  
n{m[ j+UG  
QQ:2987619807 )7E7K%:b,  
lmx0321 2021-08-02 15:28
感谢分享,学习一下
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