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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 _. &N@k  
    ],~H3u=s3  
    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。 8w$q4fg0  
    it$w.v+W7V  
    建立系统 FeT| Fh:L  
    4aiI&,  
    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。 i7b^b>B|e  
    b OolBKV  
    fm0]nT   
    P:>]a$Is  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 bo-L|R&O  
    h0&Oy52  
    `F$lO2#k  
    ]]NTvr  
    l4> c  
    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。   m%cwhH_B  
    S}P rgw/  
    [X 9zrGHt  
    FN/siw(?3  
    \ZtKaEXnx  
    Jr=XVQ(F  
    c2u*<x  
    Bm5\*Xd1(  
    ^GS\(egt  
           jN AS'JV  
    分析 ||))gI`3a  
    这个系统的点扩散函数: aH dQi,=z  
    •    Log (Normal PSF) Qd/x{a8  
    •    λ = 0.55 mm X4<Y5?&0  
    •    0.32 waves 3rd order spherical N/zP!%L  
    •    EPD = 10 mm sp&gw XPG  
    •    f/# = 9.68 W]5Hc|!^^  
    点扩散函数如下图:     q+BG  
    }tO>&$ Z6f  
    h=4 GSU  
    0DFVB%JdI  
    系统的点扩散函数是: Ae%AG@L  
    •     Log (Normal PSF) *L~?.9R  
    •     λ = 0.55 mm F!fsW9  
    •     1 wave 3rd order spherical PQ{5*}$N  
    •     EPD = 13.31 mm of {K{(M7@  
    •     f/# = 7.27 * ,zrg%8  
    点扩散函数如下图: B3<sSe8L0  
    e$Mvl=NYp\  
    Iw^Q>MrT  
           xE{slDl  
    演算 -Iis/Xw:  
    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:       F'-XAI <3  
    TPs ]n7]:  
    iuA_ Jr  
       gquvVj1oT  
    在这个等式中变量定义如下: k?rJGc G  
    •     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) 1Ko4O)L]&  
    •     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) G)q;)n;*=  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx tH~>uOZW  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); l&*= .Zc7!  
    •    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, ...) !L@<?0x LW  
    •   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) W4bN']?  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) "lrQC`?  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 0cDP:EzR;  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 :G#+ 5 }  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) {  '402  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 7xFZJ#  
    •     F == focal length(焦距 Cg|\UKfy$  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) [$F*R@,&  
    比较 a`[9<AM1#  
    在下图中: $wn0oIuW  
    透镜EPD=10mm 0":k[y  
    截止频率=184lp/mm uQ&> Wk  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     f-634KuP  
    1=,y +Xpw  
    wFMw&=j  
    ~4|Trz2T  
    在下面的图表中: E *IP#:R  
    透镜EPD=13.31 mm Rt:^'Qi$!  
    截止频率=250 lp/mm @qYT/V*/  
    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 M%Ksyr9  
    ,p#r; O<O  
    *H i}FI  
    !.-u'6e  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 i"=lxqWeaV  
    +xgP&nw[-  
    #a2gRg  
    J .VZD  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: i]s%tEZ1  
     
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