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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 $G D@e0  
MwO`DrV  
FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 s%Irh;Bs  
atYe$Db  
建立系统 0.!!rq,  
a@s@E  
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。 h-6zQs   
u~\l~v^mj  
3Ued>8Gv  
`R@b`3*%v  
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。 p?e-`xs  
         O]%Vh l  
     3.E3}Jz`  
               kCvf-;b  
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。 ?CO..l  
(^mpb  
Rr"D)|Y;C(  
29kR7[k  
5sI9GC  
rJUXIV>z  
{/}p"(^  
*e%(J$t  
i2 7KuPjC  
    
XI7:y4M  
分析 {~{</ g/  
b|E1>TkY  
这个系统的点扩散函数: 1 ILA Utf)  
  •    Log (Normal PSF) O#3PUuE%d  
•    λ = 0.55 mm >NjgLJh  
•    0.32 waves 3rd order spherical W'}^m*F  
•    EPD = 10 mm _(0GAz%9  
•    f/# = 9.68 !lk9U^wnd  
点扩散函数如下图: 1YJ@9*l  
gSt'<v  
VK3e(7 b  
       ew 4pAav  
RC+`sZ E9  
系统的点扩散函数是: O~&j}WN  
•     Log (Normal PSF) 1qd(3A41  
•     λ = 0.55 mm WYY&MHp  
•     1 wave 3rd order spherical 2'5u}G9  
•     EPD = 13.31 mm r"W,G /;h  
•     f/# = 7.27 p$1y8Zbor  
点扩散函数如下图: DxJY{e9  
t# <(Q  
&.)ST0b4  
^_!2-QY.~  
演算 OoOr@5g  
6 6Bx,]"6  
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: $E h:m&hq  
           ;noZmPa  
zIy&gOX  
vCsJnKqK  
在这个等式中变量定义如下: }CB9H$FkCY  
•     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) =q?sB]n  
•     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) r l>e~i  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx t)^18 z  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); eg(1kDMpn  
•    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, ...) = sh3&8  
•   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) 1}"Prx-  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) }E&48$0h  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;$/]6@bqB  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 0W!S.]^1  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ]/c!;z  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) t2RL|$>F1  
•     F == focal length(焦距) 7Kn}KO!Y8  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) *TC#|5  
) $=!e%{  
比较 ^+rI=c 0  
-mqL[ h,  
在下图中:  RR[1mM  
透镜EPD=10mm ~R  C\  
截止频率=184lp/mm `*w!S8}m;  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 _l{_n2D-  
     \CVrLn;}  
4v;KtD;M  
在下面的图表中: 0^mCj<g  
透镜EPD=13.31 mm NXSjN~aG2  
截止频率=250 lp/mm v9XevLs  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm /f]'_t0\.  
     ZfnJ&H'  
Fb<fQIa  
}-T :   
杂散光对评价函数的影响
[,Fu2j]  
@Jc^ur  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ^17i98w  
"mB /"  
y!/:1BHlm  
P`OZoI$bV  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: d~z%kl 5:  
|)+45e  
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