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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 C;mcb$@  
    Y (a0*fh  
    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。 AQx:}PO  
    dF@m4U@L  
    建立系统 8>\tD  
    2=\} 0  
    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。 $,@PY5r  
    ';>]7oT`  
    jN[P$} #b`  
    xaPaK-  
    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。 apz) 4%A  
    tsYBZaH  
    Gx&o3^t  
    +4*3aWf`  
    CXI%8eFXe$  
    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。   ;hz;|\ko5  
    JX.3b_O  
    G\X}gqe(OJ  
    >cTSX  
    zs=[C+Z\  
    yH9(ru  
    IBT 1If3  
    S S)9+0$  
    6Z}8"VJr {  
           PLb[U(~  
    分析 :637MD>5lO  
    这个系统的点扩散函数: 8q}955Nl  
    •    Log (Normal PSF) (C3:_cM5  
    •    λ = 0.55 mm ;4MC/Q/  
    •    0.32 waves 3rd order spherical A$7j B4  
    •    EPD = 10 mm V*Q!J{lj^#  
    •    f/# = 9.68 762c`aP_(  
    点扩散函数如下图:     |ee A>z"I  
     l_2B  
    \aY<| 7zK  
    ]jB`"to*}  
    系统的点扩散函数是: ]B2%\}c  
    •     Log (Normal PSF) 2FE13{+f  
    •     λ = 0.55 mm Jyz*W!kI  
    •     1 wave 3rd order spherical j*6>{_[  
    •     EPD = 13.31 mm _+aMP=H  
    •     f/# = 7.27 -$A >b8  
    点扩散函数如下图: +I <^w)  
    _w.H]`C!X  
    @'> Ul!.]  
           u]766<Z  
    演算 j=up7395  
    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:       k9*6`w  
    <K:L.c!  
    \z8j6 h  
       %7S{g  
    在这个等式中变量定义如下: l:.q1UV  
    •     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) _kZ&t_]  
    •     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) a !yBEpMo  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx EJid@  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); !^x;4@Ejm  
    •    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, ...) g9.y`o}c  
    •   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) Oj F]K,$  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Y(<(!TJ-  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ul&}'jBr  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 )F\^-laMuK  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) qy( kb(J  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) `gSJEq  
    •     F == focal length(焦距 "Q.KBX v/  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) wZsjbNf`K  
    比较 uE ^uP@d  
    在下图中: +=Y$v2BZA3  
    透镜EPD=10mm -%_vb6u  
    截止频率=184lp/mm 3n)\D<f]#  
    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。     [KW9J}]  
    ,7n8_pU  
    Ge=|RAw3  
    BmI'XB3'P  
    在下面的图表中: nj <nW5[  
    透镜EPD=13.31 mm S^:7V[=EgI  
    截止频率=250 lp/mm \B Uno6  
    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 6[3>[ej:x  
    ,c&%/"i:w  
    FwpTQix!  
    ) :st-I!o  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Ro.br:'Bw  
    mum4Uj  
    >*1YL)DBT\  
    APv& ^\oUH  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: C5^9D  
     
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