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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: 05-21
    描述 3vmZB2QG  
    jH \@Oc;7  
    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。 y_\vXY'  
    cl^tX%  
    建立系统 E@t^IGD r  
    HHT K{X+  
    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。 )(y&U  
    `y m^0x8  
    nIXq2TzJ  
    C <]rY  
    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。 1P&c:n  
    .LdLm991,Y  
    YQ2ie>C8  
    ]yA| m3^2  
    NaLec|6<t  
    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。   dxxD%lHCF  
    lshO'I+)*  
    ^- mz!{  
     Trm)7B*  
    fok OjTE  
    /1t(e._  
    6]7iiQz"H  
    8la.N*  
    q4Qm: |-  
           n omtP }  
    分析 Q:lSKf  
    这个系统的点扩散函数: ,Rz,[KI|  
    •    Log (Normal PSF) vY6eg IO  
    •    λ = 0.55 mm ;OE{&  
    •    0.32 waves 3rd order spherical bvs0y7M='  
    •    EPD = 10 mm &A]*"lt|w  
    •    f/# = 9.68 l 8n#sGA%  
    点扩散函数如下图:     8Q?)L4.]  
    nSmYa7  
    'd(OFE-hn  
    ct fKxGH  
    系统的点扩散函数是: SO3WOR`3  
    •     Log (Normal PSF) vD^^0-Pk6  
    •     λ = 0.55 mm yUqvF6+26  
    •     1 wave 3rd order spherical pu,/GBG_  
    •     EPD = 13.31 mm FK;\Nce&  
    •     f/# = 7.27 |s[m;Qm[ku  
    点扩散函数如下图: 4f'WF5S/}8  
    + .mIC:9  
    ) ^!oM  
           7 8Nli/U  
    演算 n +`(R]Q  
    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:       \bZbz/+D  
    l3)(aay!  
    kT[]^Jtc  
      
    i=#r JK=  
    在这个等式中变量定义如下: 3q{H=6  
    •     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) (<=qW_iW  
    •     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) #$e~ o}(r  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx fZ 17  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); w(<; $9  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) +g@@|&B  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) VABrw t  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 2u~0B +)K/  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 !c\s)&U7B  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 5MO:hE5sm  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) A|c  :&i  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) tt6ElP|D  
    •     F == focal length(焦距 s"=e (ob  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) |^^;v|  
    比较 4qrPAt  
    在下图中: nZ$,Bjb  
    透镜EPD=10mm tQF7{F-}  
    截止频率=184lp/mm NGd|7S[^+c  
    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。     /1gKc}rB2  
    q;}^Jpb;  
    , .x5  
    ^{zwIH2I]  
    在下面的图表中: OHR9u  
    透镜EPD=13.31 mm >Czcs=(L.k  
    截止频率=250 lp/mm d&n0:xOc  
    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 Wu2#r\  
    @|j`I1r.A  
    Cc1sZWvz  
    B@63=a*kG  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 nv2Y6e}dG  
    |rq~.cA  
    u> %r(  
    aGr(djD  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 6<(HT#=#  
    P(VQD>G  
     
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