| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 03!!# 5iJ
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。 d:_3V rRZ
S, *
建立系统 g]ct6 -m
KysJ3G.k\
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。 -(Z%?]+
d,"6s=4(q
[attachment=75322] 4)DI0b"
Mq#sSBE<K
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。 b.4H4LV
m j!P
]
[attachment=75323] ,lUroO^^
[%1 87dz: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。 m,qMRcDF
QrX 5Kwq
[attachment=75324] 3lw8%QD>
zD D1Eyc H
[attachment=75325] s4&JBm(33N
1p DL()t
[attachment=75326] :mI[fQ
Xh[02 iL-
[attachment=75327] HXg#iP^tv
" lT>V)NB'
分析 >X$I:M<L
x V}ybRKV
这个系统的点扩散函数： 7/UdE:~]*=
• Log (Normal PSF) 6% ^9`|3
• λ = 0.55 mm WS7a]~3'
• 0.32 waves 3rd order spherical o=}vK [0u
• EPD = 10 mm Bm\OH#
• f/# = 9.68 ,Qw\w,
点扩散函数如下图： ; "1
Ia'm9Z*
[attachment=75328] z^YL$
]CnqPLqL
X *f le
系统的点扩散函数是： ,RYa hu
• Log (Normal PSF) x392uS$#
• λ = 0.55 mm \qA^3L~;5
• 1 wave 3rd order spherical YZH qy++x
• EPD = 13.31 mm {T=rsPp<@
• f/# = 7.27 x$WdW+glZ-
点扩散函数如下图： B |zVq=l~
2\'5L L3
[attachment=75329] NA<6s]Cs.
flr&+=1?D
演算 l0sBXs`3 b
*
SHQ[L4{
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： wfJ["
q
/qeSR3WC
[attachment=75330] `(dRb
%CaUC'
在这个等式中变量定义如下： g0&Rl
• 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） )tB1jcI ;
• 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） $(PWN6{\r^
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx g 218%i
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; Q = !f,
• 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, ...) V!3.MQM
• 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） 6Y-sc*5
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） f[;l7
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 *]uj0@S
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 zm9_[0
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) xy.di9
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） t&^cYPRfY'
• F == focal length（焦距） uV'w0` $y
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） M,f|.p{,Y
j1hx{P'
比较 $S(q;Y
"p [FFg
在下图中： UB7H`)C}
透镜EPD=10mm c~=y D:$
截止频率=184lp/mm fmv8)$W#U
图像平面网格=128*128像素，在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 A8by5qU
-1P*4H 2a
[attachment=75331] n! >#o 1Qr
在下面的图表中： ?t { 2y1
透镜EPD=13.31 mm iO?Sf8yJ:
截止频率=250 lp/mm kl90w
图像平面网格=128*128像素，在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm faJ>,^V#
9"TPAywd
[attachment=75332] 9 }TQ u0
lbg^ 2|o~~
杂散光对评价函数的影响 iOO1\9{@
ji~P?5(:
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 ?7:?OX
6'^Gh B
[attachment=75333] "~uo4n~H
[61T$ .
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： DwLl}{ r'
B2uLfi$q
[attachment=75334]
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