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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 <I#nwoHN  
p9>1a j2a  
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。 4iI4+  
-3K01p  
建立系统 oo\7\b#Jx  
&,l(2z[  
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。 QR2S67-  
E|vXM"zFl  
]t0St~qUL)  
3_ly"\I\  
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。 W#P`Y< u$  
         kV+%(Gl8  
     1Q/= s,{u  
               #CV]S4/^  
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。 "Ccyj/  
=%B5TBG  
4{@{VsXN  
lrAhdi  
C-@[=  
/9e?uC6  
", p5}}/  
{Q}F.0Q  
N=PSr4  
    
lA pZC6Iwk  
分析 kH5D%`Kw  
?P}bl_  
这个系统的点扩散函数: u"uL,w 1-  
  •    Log (Normal PSF) : r(dMU3%  
•    λ = 0.55 mm QC?~$>h!?  
•    0.32 waves 3rd order spherical -&COI-P8  
•    EPD = 10 mm cNbUr  
•    f/# = 9.68 Sx[ eX,q  
点扩散函数如下图: 2Rt6)hgY  
AhD C5ue=  
j^7A }fz  
       u0GHcpOm  
@c-  
系统的点扩散函数是: d:k n%L6k_  
•     Log (Normal PSF) -@e2/6Oi  
•     λ = 0.55 mm Y hQ)M5  
•     1 wave 3rd order spherical /)T~(o|i  
•     EPD = 13.31 mm ?G5,}%  
•     f/# = 7.27 lxm/*^  
点扩散函数如下图: z&WtPSyGj  
9vz\R-un  
J\Hv42  
i!zFW-*5  
演算 |{&M#qXe  
{fnx=BaG  
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: >MGWN  
           |mP};&b  
<sw@P":F  
<|3%}?  
在这个等式中变量定义如下: \"1>NJn&k)  
•     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) <n4` #d  
•     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) jM&di  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx l2LLM{B  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); r=&,2meo  
•    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, ...) WFiX=@SS  
•   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) }b1FB<e]  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Z;%uDlcXI  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 O5:bdt.  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 %rMCiz  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 0_eqO'"  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) dYwkP^KB  
•     F == focal length(焦距) odSPl{.>d  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径)  v&|65[<  
QYMfxpiC  
比较 ^3TNj  
a8f#q]TyQ  
在下图中: >Jmla~A  
透镜EPD=10mm 1!KROes4  
截止频率=184lp/mm \4L ur  
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。 X>Vc4n<}  
     R7/S SuG6\  
vY-CXWC7  
在下面的图表中: u0h%4f!X  
透镜EPD=13.31 mm ?id) 2V0s  
截止频率=250 lp/mm \y5lYb,*c_  
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 l[Z o,4*  
     @QQ%09*  
J(l\VvK  
c1"wS*u  
杂散光对评价函数的影响
b2OwLt9  
$Lr& V~  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 F#gA2VCm  
 yf:Vhr  
[zx|3wWAX-  
/)6T>/  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: .;]WcC<3  
Cgx:6TRS  
}6@E3z]AMO  
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