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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 2mN>7Tj:  
6C@,&2<yK  
FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 ~9c?g(0  
K-(k6<h  
建立系统 xzTTK+D@  
A@-nn]  
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。 j_Pt8{[  
&0Yv*,4]  
VZB T'N  
)/kkvI()l  
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。 ]4wyuP,up  
&^$dHr6v  
rlTCVmE8[  
~`)`Ip  
o"dX3jd  
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。   IH8^ fyQ`  
W<C \g~\  
|fnP@k  
gp'9Pf;\[  
,{P*ZK3u  
m?bd6'&FR  
I:l<t*  
fWiefv[&  
+M-x*;.  
       |;3Ru vX?+  
分析 Q-o}Xnj*!L  
这个系统的点扩散函数: 7.)e4  
•    Log (Normal PSF) SRs1t6&y=  
•    λ = 0.55 mm .O! JI"?  
•    0.32 waves 3rd order spherical o&}!bq]  
•    EPD = 10 mm }9yAYZ0q{b  
•    f/# = 9.68 % B+W#Q`  
点扩散函数如下图:     o}H7;v8H  
R{Q*"sf  
N"Y)  
@b[{.m U  
系统的点扩散函数是: ;v%Fw!b032  
•     Log (Normal PSF) <y#-I%ed  
•     λ = 0.55 mm JW[y  
•     1 wave 3rd order spherical 6)63Yp(  
•     EPD = 13.31 mm h?E[28QB  
•     f/# = 7.27 _aa3;kT_  
点扩散函数如下图: MzZYzz  
Pqiw[+a$  
x_Zi^]  
       3aIP^I1  
演算 xG:eS:iT  
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:       W>3[+wB  
d,kh6'g2@  
W" >[sn|  
  
mLApF5Hy  
在这个等式中变量定义如下: G|eY$5!i  
•     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) XFpII4 5  
•     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) 8xs}neDg*  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx +oa\'.~?  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); (B|4wR\  
•    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, ...) r}kQ<SRx  
•   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) Hl`S\  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 4qMqA T  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 al>^}:  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 IvuKpX>*  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O[ tD7 !1  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) X"_,#3Ko!  
•     F == focal length(焦距) l&3f<e  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 0/{$5gy&  
比较 $n_'# m2LE  
在下图中: B-Bgk  
透镜EPD=10mm  2fZVBj  
截止频率=184lp/mm _<tWy+.  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     )I7~ <$w  
I(LBc  
%04N"^mT'~  
MmUtBT  
在下面的图表中: ZH'- >/  
透镜EPD=13.31 mm n^F:p*)Q%  
截止频率=250 lp/mm Yq~$Q4  
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 pxm{?eBz  
R@*mMWW,  
.m--# r  
qKoD*cl)Za  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 .|>zQ(7YC  
f#4,2Xf  
"^sh:{  
},r30`)Q  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: :[icd2JCw]  
j7LuN  
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