| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 m3ff;,
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。 }i2V.tVB-
?}7p"3j'z
建立系统 KU;9}!#
or]IZ2^n
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=
!*e~j@
2[CdZ(k]5
[attachment=75322] '2O \_Uz
[:V$y1
光线聚焦的几何面是一个简单的表面，它的位置规范与透镜的第二个面是一致的，并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 &/b~k3{M_
Df#l8YK#
[attachment=75323] *' X3z@R
X?$_Sd"G+5
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。 <,(,jU)j
@P" p+
[attachment=75324] o Rzi> rr
oE~Bq/p
[attachment=75325] :L;a:xSpn=
s{ " 2L{,$
[attachment=75326] z ] Ue|%K
JLi|Td "1%
[attachment=75327] C-[1iW'
;$tSb ~K+
分析 g*"P:n71
'\GbmD ^F
这个系统的点扩散函数： Dxxm="FQZ
• Log (Normal PSF)
Z<phcqEi8
• λ = 0.55 mm UDni]P!E
• 0.32 waves 3rd order spherical *,m;
• EPD = 10 mm [9 RR8
• f/# = 9.68 Q IgNsz
点扩散函数如下图： ]tDDq=+v
h} EPnC}
[attachment=75328] )Wox Mmz
U ? =Dg1
o lxByzTh>
系统的点扩散函数是： Yrn)VV[)h
• Log (Normal PSF) N !|w o:
• λ = 0.55 mm V_:&S2j
• 1 wave 3rd order spherical V!dtF,tH
• EPD = 13.31 mm x= jK:3BF
• f/# = 7.27 `#gie$B{
点扩散函数如下图： 'eX '
ukY"+&
[attachment=75329] ; Hd7*`$
J'2X&2
演算 5^KWCS 7@
# u
+ v_
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： +H
Usz ?
lPJ\-/>$z
[attachment=75330] .}`Ix'.
So
5N5,u@=
在这个等式中变量定义如下： - R6)ROGl
• Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的像素数用于照度分布函数） +H2 -ZXr
• w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的半宽度用于照度分析函数） D ) 'bH5
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx xp9pl[ l
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; %!L9)(}"
• the transform grid must have 2n x 2n pixels（转换网格一定要有2n x 2n个像素） (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) &=k,?TJO>
• FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx（FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格，Nf应大于等于Nx）
EU/8=JA1
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） \r>6`-cs]
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Y)a^(!<H<
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 {91nL'-'
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) (%:c#;#
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） +&"zU GTIc
• F == focal length（焦距） y#$CMf
-q^
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） eNu7~3k }
|B2+{@R
比较 7`hP?a=
~| 6[j<ziL
在下图中： lUiL\~Gq
透镜EPD=10mm L z1M E(
截止频率=184lp/mm SC])?h-Fw
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。 BI}Cg{^km
=iD 3Yt
[attachment=75331] j9OG \m
在下面的图表中： I15{)o(8$
透镜EPD=13.31 mm f0aKl hEC
截止频率=250 lp/mm HgkC~'
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 1~QPG\cdIX
@k/NY *+
[attachment=75332] K: Q< CQ2
q8Z<{#oXu
杂散光对评价函数的影响 d$AWu{y
AjgF6[ B
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 L`EBfz\n
\K<QmK
[attachment=75333] XNu^`Ha
78%~N`x7
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： yq iq,=OvP
4 vV:E F-
[attachment=75334]
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