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    [技术]FRED应用:MTF的计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-14
    描述 }nx=e#[g%2  
    KLQ!b,=q  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 j|(Z#3J  
    w YNloU  
    建立系统 'c`jyn  
    (Xx n\*S  
    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。 pBJAaCGm  
    K%g;NW  
    0~gO'*2P  
    `$R A< 3  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 sq0 PBEqq  
     lhLGG  
    X" R<J#4  
    r.3KPiYK  
    i6PM<X,{;  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。    z01>'  
    U8QX46Br  
    fys  
    m6n!rRQ^U  
    uQ Co6"e  
    |;vi*u  
    2 h|e  
    l}g;'9ZB  
    v90T{1+M|4  
           }=}>9DS M  
    分析 arZ@3]X%a  
    这个系统的点扩散函数: VHUW]8We  
    •    Log (Normal PSF) v:_B kHN'  
    •    λ = 0.55 mm f"5g>[ 1  
    •    0.32 waves 3rd order spherical wsfd8T4  
    •    EPD = 10 mm 4&^9Wklj  
    •    f/# = 9.68 TYgQJW?  
    点扩散函数如下图:     o>D  
    %:C ]7gQ  
    FH5ql~  
    y }2F9=  
    系统的点扩散函数是: j -O2aL  
    •     Log (Normal PSF) gPC@Yy  
    •     λ = 0.55 mm YE+$H%Jl!  
    •     1 wave 3rd order spherical ]> !<G8 =N  
    •     EPD = 13.31 mm hZ\+FOx;  
    •     f/# = 7.27 ug&[ IL~lc  
    点扩散函数如下图: Vd9@Dy  
    W  0[N0c  
    JqUADm  
           UHO_Z  
    演算 X=X\F@V:u  
    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:       c@m5 ~  
    Ze^jG-SL$9  
    L#h:*U{@40  
      
    \>/M .2  
    在这个等式中变量定义如下: i, nD5 @#  
    •     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) ~4,I7c7  
    •     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) v6a]1B   
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx GJ(d&o8  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); <I*x0BM=  
    •    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, ...) QP I+y8N=  
    •   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) WgR4Ix^L#  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 2h^WYpCm  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ,t$,idcT+  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 JN3cg  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) u V6g[J  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ,2[ra9n  
    •     F == focal length(焦距 p#8W#t$  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) do/)~9[4\  
    比较 ': F}3At  
    在下图中: B)SLG]72f  
    透镜EPD=10mm M@UVpQwgv  
    截止频率=184lp/mm nY?  
    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。     {OMg d3%14  
    #TJk-1XM*q  
    eo]#sf@\0  
    B\`Aojw"E?  
    在下面的图表中: dG'SZ&<  
    透镜EPD=13.31 mm h5%|meZQb  
    截止频率=250 lp/mm F 8yF  
    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 qztV,R T  
    &Y>zT9]$K  
    x ,/TXTZ6  
    Eh8Pwt7C@  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ,8Iv9M}2  
    %uESrc-;  
    N"5fmY<  
    EYS>0Y  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: D}mL7d1  
    J@"utY6N  
     
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