| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 RH 0a\RC!G
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。 Sg y~Z^
P Qay
sdb
建立系统 M:M<bz V u
t;6/bT-
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。 l O@Ba;x
j<5R$^?U
[attachment=75322] 8# AXK{
4<HJD&@V
光线聚焦的几何面是一个简单的表面，它的位置规范与透镜的第二个面是一致的，并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 X;g|-<
)&-+:u0
[attachment=75323] 06O
/PS]AM
光源是一个44*44格的相干光，类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波，波长为0.55 μm，功率为一个单位。 pr?(5{BL
Q)8t;Kx
[attachment=75324] D/>5\da+y
hQeZI+
[attachment=75325] R e>e |$.T
9_ $Odc%]
[attachment=75326] ttRH[[E(
ShxX[k
[attachment=75327] iDN,}:<V
, iy
分析 mK4 A/bsE
wxrT(x|
这个系统的点扩散函数： K.I r+S B
• Log (Normal PSF) bp _@e0
• λ = 0.55 mm }(6k7{,Gw,
• 0.32 waves 3rd order spherical g?sFmD
• EPD = 10 mm i{0 _} "B
• f/# = 9.68 !9NAm?Fw
点扩散函数如下图： vA `.8U 0S
N<WFe5
[attachment=75328] >i<-rO>kN
QJ?!_2Ax
#U6qM(J
系统的点扩散函数是： 3dLz =.=)'
• Log (Normal PSF) }% *g\%L
• λ = 0.55 mm <NO~TBH F
• 1 wave 3rd order spherical 03T.Owd
• EPD = 13.31 mm
`Ea3z~<7M
• f/# = 7.27 l|{<!7a
点扩散函数如下图： b iD7(AK
&$f?XdZ7
[attachment=75329] ?0X.Ith^.
CXA8V"@&b/
演算 Tc :`TE=2
w8 Yff[o
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： 1<UQJw45
D Sp@
[attachment=75330] C/=ZNl9"fn
25r=Xv
在这个等式中变量定义如下： ^=j$~*(LmX
• Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的像素数用于照度分布函数） U$}]zaB
• 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） y- mmc}B>N
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx +Gko[<
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; oZCO$a
• the transform grid must have 2n x 2n pixels（转换网格一定要有2n x 2n个像素） (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Z " u/8
• FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx（FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格，Nf应大于等于Nx） CDhk!O..
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） ewY X \
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 v.MWO]L
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 \kx9V|A'
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) e9hQJ
1{)x
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） : %gBcL9T
• F == focal length（焦距） -|5&3HVz
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） 3 0Z;}<)9
h pU7
比较 eJ'ojc3
D? ($R9t
在下图中： -oj@ c
OZ
透镜EPD=10mm OB%y'mo7]
截止频率=184lp/mm lq~n*uwO}t
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。 5ym
=2U
i \~4W$4I
[attachment=75331] #R$!|
在下面的图表中： _F9
c.BH
透镜EPD=13.31 mm 9Z=Bs)- y.
截止频率=250 lp/mm ZyG528O22
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 rlq8J/0/+
\)bwdNWI
[attachment=75332] @4pN4v8U
c!c!;(
杂散光对评价函数的影响 [M . Vu
=B\ ?(
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 97lwPjq
d 9|u~3
[attachment=75333] /T?['#:r-)
<m!\Ma
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： XX =A1#H
{r"HR%*u
[attachment=75334]
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