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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 YzforM^F  
a!s.850@  
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。 5$ (b3]  
^sr:N5~z`  
建立系统 Pf^Ly 97  
75QXkJu  
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。 X^?|Sz<^E  
.j'@K+<45  
>" PqQO  
S)Ub/`f{s  
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。 ,_wm,  
         x"zjN'|  
     W(]E04  
               mmpr]cT@'k  
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。 =:ya;k&  
J?|K#<%  
wfU&{7yt  
q9g[+*9]$  
4EaS g#  
O>tC]sm%  
B6Wq/fl/  
[F BCz>  
E)rOlh7  
    
i+qLc6|S=2  
分析 qCxD{-9x{  
N4Fy8qU;  
这个系统的点扩散函数: T9U2j-lA?  
  •    Log (Normal PSF) Bp=oTC G  
•    λ = 0.55 mm xqi*N13  
•    0.32 waves 3rd order spherical rhzv^t  
•    EPD = 10 mm tNi% }~Z  
•    f/# = 9.68 5* o\z&*L  
点扩散函数如下图: F'Y 2f6B  
eD` ,  
b0zxT9  
       |4?}W ,  
h.}t${1ZC  
系统的点扩散函数是: GP7) m  
•     Log (Normal PSF) avbr7X(  
•     λ = 0.55 mm a2 klOX{  
•     1 wave 3rd order spherical +|}K5q\  
•     EPD = 13.31 mm JtrDZ;^@  
•     f/# = 7.27 "Wn?8vR  
点扩散函数如下图: n'&`9M['%d  
Wc`J`&#.#  
n.)[MC}  
DS,FVh".|  
演算 EZwdx  
D-b2E6 o6  
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: +=B}R  
           mrLx]og,  
w?$u!X  
6E\\`FE4y  
在这个等式中变量定义如下: 'Kso@St`o  
•     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) l3Bxi1k[C  
•     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) *|,ykb>  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx "jQe\  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); +GPT:\*q6  
•    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, ...) 0@FM^ejA#  
•   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) fj t_9-.  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) {i%x s#0h  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 TXh@  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 UA!Gr3  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) J PzQBc5e  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) f;tyoN0wHx  
•     F == focal length(焦距) =`\,2Nb  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) D`~{[cv)\  
|n6 Q  
比较 (P>eWw\0  
c%LB|(@j{  
在下图中: >eG&gc@$1$  
透镜EPD=10mm Pdm6u73  
截止频率=184lp/mm I\uB"Z{9  
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。 ,<P[CUD&&  
     Va |9)m  
zyp"*0zUr  
在下面的图表中: 548 [! p4  
透镜EPD=13.31 mm n-b<vEZw#  
截止频率=250 lp/mm % 6hw  
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 IL6f~!  
     ^3)2]>pW  
o? O,nD 6  
mv%:[+!  
杂散光对评价函数的影响
?.Yw%{?TG  
gUszMhHX  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 JJHvj=9'o  
Y\z\{JW  
GWqY$YT  
F/od,w9_  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: FPUR0myCU  
B%g:Z  
?6YUb;  
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