| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 1X i.OGl
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。 ZBAtRs
E}WO?xxv74
建立系统 ~'9>jpnw
RIO4` ,
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。 & _N$S2
7#BU d/
[attachment=75322] (NBq!;_2,x
PHh&@:
光线聚焦的几何面是一个简单的表面，它的位置规范与透镜的第二个面是一致的，并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 "2'pS<|
Tn7(A^h'
[attachment=75323] ;{k`nv_6
BcvCm+.S:
光源是一个44*44格的相干光，类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波，波长为0.55 μm，功率为一个单位。 'sCj|=y2Qc
ZRd,V ~iz
[attachment=75324] n rpxZA
f2"1^M
[attachment=75325] 5/) ,HGxi
voHFU#Z$
[attachment=75326] WI $MT6
1/H9(2{L
[attachment=75327] k7gm)}RKcu
?Hd/!I&
分析 ?{O >&<~
?U`~,oI0
这个系统的点扩散函数： c= }#8d.
• Log (Normal PSF) NJ;D Qv
• λ = 0.55 mm eBmBD"$
• 0.32 waves 3rd order spherical 8sG0HI$f+
• EPD = 10 mm W _E0+
• f/# = 9.68 8JU9Qb]L'I
点扩散函数如下图： dSkW[r9Z%l
jxU z-U-
[attachment=75328] Nn_n@K
\MA 4>
f;nO$h[Qb
系统的点扩散函数是：
}?
W[D
• Log (Normal PSF) tX$ v)O|
• λ = 0.55 mm !Cpy
)D(
• 1 wave 3rd order spherical .q cIl)3
• EPD = 13.31 mm /Y>$w$S
• f/# = 7.27 S eC[,
点扩散函数如下图： M%evk4_27
X RMYR97
[attachment=75329] &C.{7ZNt
V4PV@{G
演算 ;e>pu"#
k-$5H~(PZ
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率，分析面的最小半宽需满足以下要求： a}Dx"zl;
.FarKW
[attachment=75330] Wy[Ua#Dd
(W~')A"hC'
在这个等式中变量定义如下： @ nuMl5C-`
• Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的像素数用于照度分布函数） =q%Q ^
• w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的半宽度用于照度分析函数） 6i6 m*=h
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx 0. 9%m 7.m
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; b=5"*=T{+
• the transform grid must have 2n x 2n pixels（转换网格一定要有2n x 2n个像素） (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) F.s*^}L[
• FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx（FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格，Nf应大于等于Nx） 3q!hY
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） UkE fuH
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 :/c40:[
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 &X^ -|7~N
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) L*Gk1'
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） a,GO S:?O5
• F == focal length（焦距） }, < dGmkx
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） X#bK.WN$
< )dq v0=
比较 U.fL uKt
xp!M A
在下图中： o_.f7|U !
透镜EPD=10mm oTtJ]`T
截止频率=184lp/mm K/Q%tr1W0
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。 VO (KQx
)(? ,1>k`Z
[attachment=75331] ^dR="N
在下面的图表中： 0^H"eQO
透镜EPD=13.31 mm qT<OiIMj^
截止频率=250 lp/mm ZU=om Rh5
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 x 6i 7x"
#%~PNki
[attachment=75332] DLigpid
B_g zpS]
杂散光对评价函数的影响 1BA/ $8G
<|!?V"`3
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 N)kZ2|oD
>1}RiOd3
[attachment=75333] iI!MF1
FO"sE`
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： N;YAG#'9~_
HX; JO[0
[attachment=75334]
|
|