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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 XrPfotj1  
    X76e&~  
    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。 '7@R7w!E4H  
    0L KRN|@  
    建立系统 wT\49DT"7  
    9S-9.mvop  
    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。 ZW}_Q s  
    Gbw2E&a  
    >U3cTEs cj  
    )/EO&F  
    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。 ^VACf|0  
    Tqk\XILG N  
    3&/Ixm:  
    ``Un&-Ms  
    3t6 LT  
    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。   -tNUMi'  
    [h:T*(R?  
    3Hm/(C  
    6_ow%Rx~F  
    6x|jPb  
    EyLuO-5  
    : \}(& >  
    A={UL  
    O<e{  
           6u}</>}  
    分析 -)/$M(Pu"  
    这个系统的点扩散函数: {u9}bx'<  
    •    Log (Normal PSF) 65m"J'  
    •    λ = 0.55 mm G/mXq-  
    •    0.32 waves 3rd order spherical TBrPf-Xr  
    •    EPD = 10 mm hiw|2Y&`  
    •    f/# = 9.68 Y]5 l.SV  
    点扩散函数如下图:      v<:R#  
     0{ [,E.  
    v]c6R-U  
    R^e.s -  
    系统的点扩散函数是: :Xd<74Nu  
    •     Log (Normal PSF) t!\tF[9e  
    •     λ = 0.55 mm a -moI+y  
    •     1 wave 3rd order spherical !#" zTj  
    •     EPD = 13.31 mm [ps*uva  
    •     f/# = 7.27 !7&5` q7  
    点扩散函数如下图: ivz5H(b  
    m<g~H4  
     bnLPlf  
           u=_mvN  
    演算 uc"P3,M  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:       'oC) NpnH  
    D{~fDRR  
    19KQlMO.G  
       [=]4-q6UN  
    在这个等式中变量定义如下: FtC^5{V+V  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) )D82N`c2\i  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) -8rjgB~."/  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx oF GhNk  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Q&| \r  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) f:.I0 ST  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) <nK?LcP  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) qc~iQSI  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 kd$D 3S ^{  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ,T8~L#M~  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Km6YP!i  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) {3{"8-18  
    •     F == focal length(焦距 *~j@*{u  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Vr1<^Ib  
    比较 Zdo'{ $  
    在下图中: Yr=Y@~ XL  
    透镜EPD=10mm qH6>!=00  
    截止频率=184lp/mm  H =^`!  
    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。     "4,?uPi  
    }t1a* z  
    ?vHU #  
    1&(V   
    在下面的图表中: )sp4Ie  
    透镜EPD=13.31 mm m&?r%x  
    截止频率=250 lp/mm X=8{$:  
    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 %(G* ,  
    &&RimoIeo  
    WYYa /,{9.  
    P0PWJ^+,+  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 t=O8f5Pf{  
    ;<2 G  
    g5QZ0Qkj  
    t; {F%9j{  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: l.bYE/F0&  
     
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