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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 u&Ie%@:h9R  
    C:TuC5Sr  
    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。 ?3e!A9x  
    9e|{z9z[l  
    建立系统 y^vfgP<@  
    M]pel\{M  
    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。 VbY>l' rY  
    :5n"N5Go  
    ]ys4  
    ueS[sN!  
    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。 9 ^=t@  
    ACMpm~C8Gu  
    (>kBmK1Aj  
    Z\o AE<$  
    pU\xzLD  
    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。   P,+ 0   
    V9);kD  
    +5seT}h  
    WL*W=(  
    s}p GJ&C  
    *]DJAF]  
    ~P_d0A~T  
    (D +{0 /  
    rVIb'sa  
           3IRRFIiO  
    分析 EIVQu~,H  
    这个系统的点扩散函数: LU 5 `!0m  
    •    Log (Normal PSF) Xk7$?8r4&  
    •    λ = 0.55 mm UO7a}Tz<  
    •    0.32 waves 3rd order spherical E|6Z]6[  
    •    EPD = 10 mm jwtXI\@MS  
    •    f/# = 9.68 fQ?n(  
    点扩散函数如下图:     \?Oly171  
    U+3PqWB  
    PK|`}z9  
    PxCl]~v  
    系统的点扩散函数是: 3:CQMZ|;@  
    •     Log (Normal PSF) {/[?YTDU  
    •     λ = 0.55 mm j#.-MfB  
    •     1 wave 3rd order spherical 6DiA2'{f  
    •     EPD = 13.31 mm 8-l)TTP&.  
    •     f/# = 7.27 \c@qtIc  
    点扩散函数如下图: bQnwi?2  
    0e5-\a  
    \?`d=n=  
           Ar{=gENn  
    演算 lCs8`bYU  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:       qjRiTIp9q  
    \gk3w,B?E  
    ZJJl944  
       VAB&&AL  
    在这个等式中变量定义如下: L)//- k9  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) B}xo|:f!zj  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) gQcr'[[a  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx DF&jZ[##  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); rF j)5~  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) u=UM^C!  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 7=ga_2  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) x /Ky: Ky  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 eG)/&zQ8  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 .f!eRV.&  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )9W# 5V$  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) V{^fH6;[  
    •     F == focal length(焦距 0 Vgn N  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) SJuf`  
    比较 K]]r OF  
    在下图中: <OO/Tn'a  
    透镜EPD=10mm D8Waf  
    截止频率=184lp/mm "=RoI  
    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。     $T%<'=u|E  
    Gw\HL  
    ]j#$.$q  
    })u}PQ  
    在下面的图表中: dfk TDG+  
    透镜EPD=13.31 mm ~q%9zO'  
    截止频率=250 lp/mm ).`a-Pv  
    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 F vk: c-  
    m_U6"\n 5  
    ?g*T3S"  
    bb_jD^  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 PY:#F|uHS`  
    Fea\ eB  
    ImY*cW=M  
    )BTs *7 j  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: _"Ke=v_5  
     
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