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infotek 2021-11-09 09:25

MTF计算

描述 8Y`g$2SZ^8  
,V!"4 T,Z  
FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 _:Xmq&<W  
q&z'S  
建立系统 e%)iDt\j  
}ZVond$y4  
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。 4@fv%LOQo  
*KDTBd  
%:`v.AG  
=>5Lp  
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。 .+(V</  
         @U=y}vi8  
     34!.5^T  
               kll!tT-N-  
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。 n-8/CBEH(  
RD[P|4eY  
Jfr'OD2$ %  
Lp:VU-S  
N2s"$Ttq  
7d>w]R,Z  
W;I{4ed6  
^L $`)Ja  
w;ZT-Fti  
    
k"cMAu.  
分析 EF:ec9 .  
;iX~3[]  
这个系统的点扩散函数: %" bI2  
  •    Log (Normal PSF) >&;J/ME  
•    λ = 0.55 mm ,e'm@d$Q*  
•    0.32 waves 3rd order spherical B1|nT?}J(  
•    EPD = 10 mm Vv+nq_  
•    f/# = 9.68 3?V'O6  
点扩散函数如下图: c>D~MCNxg  
W8^A{l4  
%HpPTjAW  
       1 jB0gNe  
u|}\Af  
系统的点扩散函数是: }O~D3z4l0  
•     Log (Normal PSF) 4dFr~ {  
•     λ = 0.55 mm :'wxm3f  
•     1 wave 3rd order spherical 3v_j*wy  
•     EPD = 13.31 mm c\o_U9=n  
•     f/# = 7.27 Yf9E0po  
点扩散函数如下图: Wo&22,EB  
1(Vv-bq$  
`&c[ s%0  
gBV4IQ  
演算 @Ik5BT  
wT!?.Y)aj  
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: a({Rb?b  
           &_Cc  
,YM=?No  
Wtu-g**KN  
在这个等式中变量定义如下: 0(+<uo~6p1  
•     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) yWRIh*>nE  
•     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) }bw^p.ci  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ru`7iqcz  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); TU_'1  
•    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, ...) KB~[nZs7  
•   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) Ld_uMe?Z  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) QmSj6pB>  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;q-c[TZC  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 NqF*hat  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 5: gpynE|  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) v0) %S  
•     F == focal length(焦距) N:3=G`Ws  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) }Jh.+k|_  
PtuRXx  
比较 A*0X ~6W  
Y~*p27@fR  
在下图中: <fBJ@>  
透镜EPD=10mm M/W9"N[ta  
截止频率=184lp/mm _hV34:1F  
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>/$l(  
     P51cEhf  
? 3DFm  
在下面的图表中: T$MXsq  
透镜EPD=13.31 mm ("=q-6$G  
截止频率=250 lp/mm :1f,%Z$,q  
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 5w>TCx  
     Bkq4V$D_  
7n .A QII  
V8F! o  
杂散光对评价函数的影响
0aR.ct%  
ES,JdImZ|  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 uYs45 G  
OF1^_s;  
? XVE {N  
1H">Rb30@  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: oAN,_1v)  
kS{k=V&hf_  
}L Q%%  
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