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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 -"cN9RF  
^M80 F7  
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。 =?f}h{8x>  
c^bA]l^a  
建立系统 NNfCJ|  
bkM$ Qo  
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。 ~Fx[YPO,  
@"~\[z5  
Gt1Up~\s  
Kz<xuulr  
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。 TtvS|09p;  
MO D4O4z&  
jqLyX  
A]J^{h0 k  
asF- mf;D  
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。   7d<v\=J}  
T9$U./69-L  
lvN{R{7 >  
h49Q2`  
$e_ps~{7$  
5{5ABV  
%*gO<U4L]  
zm"\D vN)  
XMdc n,  
       N0piL6Js  
分析 a(7ryl~c=  
这个系统的点扩散函数: L,ra=SVF  
•    Log (Normal PSF) BmM,vllO  
•    λ = 0.55 mm HUghl2L.<  
•    0.32 waves 3rd order spherical |-mazvA  
•    EPD = 10 mm M'HOw)U  
•    f/# = 9.68 YNXk32@j@e  
点扩散函数如下图:     nx4aGS"F:  
f@{C3E dd  
7X|r';"?i  
xHG oCFB  
系统的点扩散函数是: c`+ITNV  
•     Log (Normal PSF) HDEG/k/~m  
•     λ = 0.55 mm 9,W-KM  
•     1 wave 3rd order spherical {eXYl[7n  
•     EPD = 13.31 mm /Ow?nWSt  
•     f/# = 7.27 m=9 N^_  
点扩散函数如下图: wgyO%  
bxN;"{>Xz  
A!D:Kc3  
       `#f=&S?k  
演算 =l(JJ  
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:       /kz&9FM  
m\f_u*  
>S!DIL  
  
.ndQ(B  
在这个等式中变量定义如下: jE#8&P~  
•     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) <C77_t  
•     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) X{ =[q|P  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx s2v*  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 9qDGxW '1  
•    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, ...) gp)ds^  
•   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) @9h#o5y q  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) zl\#n:|  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 KV_Ga8hs  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 }#8uXA  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) #+ '@/5{n  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) e{;e   
•     F == focal length(焦距) b..$5  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 1%"` =$q%  
比较 ?U08A{ c  
在下图中: Bs?F*,zDJ  
透镜EPD=10mm At(9)6n8  
截止频率=184lp/mm Y2-bU 7mo  
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。     h*UUtLi%WU  
c0&'rxi( B  
$0}bi:7  
n*~   
在下面的图表中: 5$U>M  
透镜EPD=13.31 mm %, et$1`g  
截止频率=250 lp/mm bFezTl{M  
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 l7,qWSsn K  
%wW5)Y I  
0@lC5-=  
7[BL 1HI*  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ~C'nBV  
gF6j6  
ATM:As:<@  
4QAIQQS  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: V1)P=?%(US  
~[TKVjyO  
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