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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 正序阅读 楼主  发表于: 04-15
    描述 o :q1beU  
    H6TD@kL9Wr  
    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。 CO+/.^s7}S  
    6=hk=2]f  
    建立系统 5II(mSg8  
    `\u;K9S6  
    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。 4-GXmC  
    o(kM9G|  
    E ]9\R  
    uGU; Y'W)  
    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。 XM1`x  
    fnKY1y]2+  
    >JwLk[=j  
    ~V=<3X  
    K0pac6]  
    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。   PCrU<J 7  
    |]=2 }%1w  
    ^ZDBO/  
    %^. %OCX:  
    UO Ug4  
    9Z"+?bv/  
    Ck =;1sGh  
    VhGs/5  
    0JuD ^  
           oB1>x^  
    分析 pv!oz2w1  
    这个系统的点扩散函数: ,|?CU r9Y  
    •    Log (Normal PSF) Flxvhl)L  
    •    λ = 0.55 mm 3 voT^o  
    •    0.32 waves 3rd order spherical t>)45<PEw  
    •    EPD = 10 mm lq:}0<k  
    •    f/# = 9.68 V&]DzjT/  
    点扩散函数如下图:     ikBYd }5  
     =SOe}!  
    "[p@tc?5  
    0H_!Kg  
    系统的点扩散函数是: 9i5,2~  
    •     Log (Normal PSF) s?Uh|BfB  
    •     λ = 0.55 mm xda; K~w  
    •     1 wave 3rd order spherical p{)5k  
    •     EPD = 13.31 mm ^E`(*J/o  
    •     f/# = 7.27 "<+ih0Ma  
    点扩散函数如下图: X@)z80  
    jVgFZ,  
    DciwQcG  
           M@1r:4CoKH  
    演算 {Hmo1|_S|  
    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:       Y<"7x#AB!  
    YNrp}KQ  
    }V;+l8  
       :1q 4"tv|  
    在这个等式中变量定义如下: 'uDjFQX  
    •     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) jDM w2#<  
    •     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) >evS} O6  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx iJxQB\x  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); i|)Su4Dw  
    •    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, ...) @.$Xv>Jt$  
    •   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) 88"Sai  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) g @I6$Z  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 U!%!m'  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 V(MFna)  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) M~*u;vA/  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) CRve.e8J  
    •     F == focal length(焦距 9vNkZ-1  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) D'l5Zd  
    比较 ZD#9&q'4<  
    在下图中: e6B{QP#jq  
    透镜EPD=10mm R2L;bGI*J  
    截止频率=184lp/mm Cp`j/rF  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     9z;HsUv  
    -V"22sR]  
    <!$:8ls  
    qjAWeS/  
    在下面的图表中: _sE#)@p  
    透镜EPD=13.31 mm depYqYK7G  
    截止频率=250 lp/mm >R{qESmP=  
    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 Ll4bdz,  
    GsbAlNP  
    `dMqe\o%!  
    p47S^gW  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 e7fiGl  
    v1k)hFjPK  
    49Df?sx  
    wfL-oi'5  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: b?4/#&z]  
     
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