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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: 04-15
    描述 Ao9=TC'v$'  
    I'R|B\  
    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。 Pf<BQ*n  
    _>{"vY  
    建立系统 8\`otJY  
    ~X) 1!Sr  
    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。 3SF J8  
    0)|;uW  
    -A"0mS8L  
    @7Nc*-SM  
    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。 !V0)eC50  
    N?s5h?  
    u9}LvQh_6,  
    \z-OJ1[F  
    PtKrks|y  
    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。   =:^f6"p&Z  
    hQJ-  ~  
    n#5pd;!n  
    u,S}4p&l  
    }~NWOJ3;  
    RjHKFB2  
    z 2Ao6*%  
    % ELf 7~  
    8&y3oxA,  
           G]>P!]  
    分析 ]K>x:vMKH  
    这个系统的点扩散函数: j2!^iGS}  
    •    Log (Normal PSF) c6F8z75U  
    •    λ = 0.55 mm A|0\ct  
    •    0.32 waves 3rd order spherical nTXM/  
    •    EPD = 10 mm _s NJU  
    •    f/# = 9.68 @arMg2"o  
    点扩散函数如下图:     eRwm>l"fVV  
    -*"Q-GO  
    !p e!Z-,  
    )@.6u9\  
    系统的点扩散函数是: |^kfa_d  
    •     Log (Normal PSF) #-FfyxQ8ai  
    •     λ = 0.55 mm h*zHmkFR  
    •     1 wave 3rd order spherical zE4TdT1y|  
    •     EPD = 13.31 mm pr"~W8  
    •     f/# = 7.27 7TGLt z  
    点扩散函数如下图: 75#&hi/~  
    rXg#_c5j  
    ;Quk%6;[N  
           C XiSin  
    演算 # Q_ d  
    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:       x[H9<&)D  
    _,9/g^<  
    5"&{Egc_  
       >Sh"/3%q  
    在这个等式中变量定义如下: 3eS *U`_  
    •     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) xs3t~o3y  
    •     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) 92K#xM/  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx qx3`5)ef  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ZA/:\6gm  
    •    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, ...) $P%b?Y/  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) k'$UA$2d  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 9-?[%8  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ZAcW@xfb  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 )\r;|DN  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) v %fRq!~  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Oe*+pReSD  
    •     F == focal length(焦距 vT>ki0P_;  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 6H_7M(f  
    比较 P~"`Og+  
    在下图中: /SDDCZ`;|c  
    透镜EPD=10mm ^l"  
    截止频率=184lp/mm Q:~>$5Em5  
    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。     %.*?i9}  
    6S2v3  
    ROB/#Td  
    rG|*74Q]  
    在下面的图表中: nXuoRZ  
    透镜EPD=13.31 mm ]ZOzqh_0C  
    截止频率=250 lp/mm w %sHA  
    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 3d|n\!1r  
    zS##YR  
    Z#lZn!EbK  
    zg=F;^oZ<  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 : {Crc   
    tu6Q7CjW8  
    z rV  
    gqf*;Z eU  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: J~[A8o  
     
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