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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: 2025-05-21
    描述 1\m,8i+gU  
    FDLo|aP/v  
    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。 .b3h?R*&  
    [q2:d^_FA  
    建立系统 $lf/Mg_H  
    CsA(oX  
    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。 $kTm"I  
    7 mCf*|  
    T:@6(_Z  
    >^jBE''  
    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。 //2O#Fg{/  
    lfHN_fE>Mq  
    QX<n^W  
    BJux5Nh  
    Hq W /  
    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。   ,XEIg  
    mcd{:/^?  
    <!Cjq,Sk7  
    ? ;CIS$$r  
    V ,p~,rC  
    ):G%o  
    Hh^ "c}  
    1,+<|c)T?  
    ^^"zjl*^  
           6 H P 66B  
    分析 4)w,gp  
    这个系统的点扩散函数:  \nEMj,)  
    •    Log (Normal PSF) tVAo o-%  
    •    λ = 0.55 mm q!:dZES  
    •    0.32 waves 3rd order spherical DH?n~qKpC  
    •    EPD = 10 mm Nz2 VaZ  
    •    f/# = 9.68 z;1dMQ,#  
    点扩散函数如下图:     a*5KUj6/TL  
    *ai~!TR  
    "Wg,]$IvU  
    /(JG\Ut  
    系统的点扩散函数是: 'Eur[~k  
    •     Log (Normal PSF) ) 1AAL0F\B  
    •     λ = 0.55 mm #!F>cez  
    •     1 wave 3rd order spherical 'z8FU~oU  
    •     EPD = 13.31 mm NF8<9  
    •     f/# = 7.27 O.B9w+G=  
    点扩散函数如下图: )ovAGO  
    $~b6H]"9  
    JW[6 ^Rw  
           .gg0rTf=-  
    演算 lwf4ke  
    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:       nm1dd{U6^  
    X=whZ\EZ  
    * |,N/e  
      
    5K1cPU~o_b  
    在这个等式中变量定义如下: ?2&= +QaT  
    •     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) wmGcXBHt$  
    •     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) `CVkjLiy  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx e El)wZ,A  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); MMFg{8  
    •    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, ...) 0beP7}$  
    •   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) .m]}Ba}J$  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) |)!f".`  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 o+Jnn"8  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 q|<B9Jk  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) >O\+9T@  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) csW\Q][  
    •     F == focal length(焦距 :*KTpTa  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) =Mx"+/Yo*  
    比较 s9+):,dKP  
    在下图中: Dq<la+VlO  
    透镜EPD=10mm + kMj|()>\  
    截止频率=184lp/mm )=Z;H"_  
    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。     7zH2dqrj  
    R)66qRf  
    o>8~rtl  
    R0INpF';  
    在下面的图表中: eI:[o  
    透镜EPD=13.31 mm 1M&Lb. J6  
    截止频率=250 lp/mm {ze69 h  
    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 |2l-s 1|y  
    L4Jm8sy{  
    jM$bWtq2  
    "/6#Z>y  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 >}*W$i  
    !s-A`} s+  
    o08g]a  
    /iO"4%v  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: "BSY1?k{  
    +JtKVF  
     
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