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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 =]k0*\PS  
    uURm6mVt9:  
    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。 3mI(5~4A]?  
    9K]Li\  
    建立系统 s&UuB1   
    ;m<22@,E&  
    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。 fhGI  
    3K2B7loD)~  
    3 q1LIM  
    5L6_W -n{  
    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。 TR;"&'#k  
    w;@NYMK)  
    0wM2v[^YO  
    ME.l{?v  
    wKxw|Fpn  
    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。   2a=3->D&  
    (}Q(Ux@X  
     GtR!a  
    k!?sHUAj  
    7+_TdDBYs  
    U"nk AW  
    Gw!VPFV>W  
    ~s3X&!#   
    t6/w({}j  
           {zd0 7!9y  
    分析 O;zq(/,-l  
    这个系统的点扩散函数: dY=]ES} `  
    •    Log (Normal PSF) } Xbmb8  
    •    λ = 0.55 mm 4= 7#=F1  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Z^tTR]u\$  
    •    EPD = 10 mm _}bs0 kIz  
    •    f/# = 9.68 73Zx`00  
    点扩散函数如下图:     <{ZDD]UGs0  
    C K#^`w  
    @c;XwU]2t  
    l k~VvRq  
    系统的点扩散函数是: @477|LO  
    •     Log (Normal PSF) QZwUv<*  
    •     λ = 0.55 mm @:,B /B;  
    •     1 wave 3rd order spherical k^VL{z:EWB  
    •     EPD = 13.31 mm A9 *P7  
    •     f/# = 7.27 KgD sqwy  
    点扩散函数如下图: xDqJsp=]-  
    O)N$nBnp  
    '6g;UOx^=  
           qjr:(x/  
    演算 Lm-f0\(  
    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:       .-Z=Aa>  
    B4 k5IS  
    g5& ZXA  
       ylGT9G19  
    在这个等式中变量定义如下: ahh&h1q7|  
    •     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) |*fi!nvk@  
    •     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) $)YalZ  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx XWq`MwC9  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); R|m!*B~  
    •    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, ...) 'G1~ A +  
    •   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) I]@QhCm0  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)  .u3;  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 &gLXS1O  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ?]%ZJd  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) PIHix{YR  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) sB@9L L]&|  
    •     F == focal length(焦距 %!\iII  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) o[aP+O Md  
    比较 v)j3YhY  
    在下图中: ).32Im!;#R  
    透镜EPD=10mm Od("tLIO}I  
    截止频率=184lp/mm Y=?Tm,z4  
    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。     ]."t  
    &W8fEQwa  
    *b4W+E  
    RRb>]oD  
    在下面的图表中: 2RU/oqmR  
    透镜EPD=13.31 mm GU0[K#%  
    截止频率=250 lp/mm 79z/(T +  
    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 h1~/zM/`  
    l3Qt_I)L  
    !ra,HkU'  
    &s8vmUt  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 03n+kh  
    Ow N~-).%-  
    *kt|CXxAS8  
    bXz*g`=;  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: $ba*=/{[q  
     
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