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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 n#WOIweInf  
    i$3#/*Y7_L  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 dc~vQDNw[X  
    +/%4E %  
    建立系统 -{JReplc  
    ,K6ODtw.  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 P| ?nx"c  
    AVU'rsXA  
    +/n]9l]#h  
    ! @Vj&>mH$  
    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。 W^ask[46R  
    X"g,QqDD  
    s5{H15  
    bzZdj6>kX  
    H3d|eO4+W  
    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。   hHcevSr  
    _}']h^@ Z  
    d/*EuJYin<  
    HlkjyD8  
    r z@%rOWV  
    t VX|e2Y  
    "FGgem%9  
    l,A\]QDvl  
    ]k1N-/  
           3)&rj 7  
    分析 rc%*g3ryLG  
    这个系统的点扩散函数: B}p.fE  
    •    Log (Normal PSF) r[kHVT8  
    •    λ = 0.55 mm .g}Y! l  
    •    0.32 waves 3rd order spherical [tt_>O  
    •    EPD = 10 mm DX3jE p2  
    •    f/# = 9.68 ?&1%&?cg9  
    点扩散函数如下图:     aG@GJ@w  
    l`0JL7  
    G~*R6x2g  
    436SIh  
    系统的点扩散函数是: Pj8Vl)8~NV  
    •     Log (Normal PSF) 5HvYy *B/  
    •     λ = 0.55 mm {EU]\Mp0j  
    •     1 wave 3rd order spherical #^i+'Z=L  
    •     EPD = 13.31 mm d]=>U^K  
    •     f/# = 7.27 .fhfO @  
    点扩散函数如下图: #LwDs,J:  
    s\3ZE11L  
    \4*i;a.kU  
           *;t_V laZ  
    演算 !a5e{QG0  
    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:       X)[QEq^  
    =`gFwH<   
    1 EV0Y]T1  
       kwt;pxp i  
    在这个等式中变量定义如下: CFY4PuI"!  
    •     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) cetlr  
    •     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) J/vcP  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Gn10)Uf8X  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); FW<YN;  
    •    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, ...) 2b#> ~  
    •   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) % =v<3  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) (%M:=zm  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ?nR$>a`  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 R ta_\Aj!  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )7rMevF(xJ  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) \ $9n `  
    •     F == focal length(焦距 _j_c&  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) QO,ge<N+N  
    比较 P(zquKm  
    在下图中: ,76nDXy`  
    透镜EPD=10mm C9T- 4o1  
    截止频率=184lp/mm X^ 0jS  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     e=Kr>~q=  
    @eDL j}  
    ?[O Sy.6  
    Dw2$#d  
    在下面的图表中: w{ x=e  
    透镜EPD=13.31 mm $4TawFf"nc  
    截止频率=250 lp/mm P$;_YLr  
    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 04z2gAo  
    GwlAEhP  
    pM@0>DVi  
    W}oAgUd  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 +)d7SWO6]!  
    HmEU;UbO-  
    v*e=oyx[  
    \RTXfe-`  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: =CO#Q$  
     
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