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    [技术]FRED应用:MTF的计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-14
    描述 dc05,Bz  
    ZwMw g t  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 fo.m&mKgo  
    zgqw*)C~  
    建立系统 QP#Wfk(C  
    j1ZFsTFMWp  
    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。 1 XG-O  
    {9Y'v  
    U]|q4!WE  
    'm|m +K83  
    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。 :~(im_r  
    ju#6 3  
    4i,SiFKB  
    CC\z_C*P-p  
    ~S3eatM$9  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。   *3$,f>W^  
    9QMn%8=j  
    :j ~5(K"  
    akQH+j  
    hptuTBD  
    to3J@:V8e  
    ]D%k)<YK  
    eEQ[^i  
    E: GJ$I  
           c*dww  
    分析 F :S,{&jB  
    这个系统的点扩散函数: { ZX C%(u  
    •    Log (Normal PSF) B5:g{,C  
    •    λ = 0.55 mm CeTr%j  
    •    0.32 waves 3rd order spherical j&A3s{S4A  
    •    EPD = 10 mm ` a>vPW  
    •    f/# = 9.68  2JP?6N  
    点扩散函数如下图:     Yys~p2  
    ]%|WE  
    (L$~ zw5gr  
    hZ<btN .y5  
    系统的点扩散函数是: |Vi&f5p,@  
    •     Log (Normal PSF) Wq(l :W'  
    •     λ = 0.55 mm K;[%S  
    •     1 wave 3rd order spherical Z~c'h  
    •     EPD = 13.31 mm N}fUBX4k  
    •     f/# = 7.27 (0W}e(D8  
    点扩散函数如下图: pm]DxJ@  
    m>ycN  
    SFk#bh  
           yvCR =C  
    演算 oDP((I2-  
    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:       7[g;|(G0  
    .dT;T%3fO  
    S2E HmE&  
      
    H@E" )@92  
    在这个等式中变量定义如下: 4q13xX  
    •     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)  p &>A5  
    •     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) pYl{:uIPN8  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx  YX`=M  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); O[)]dD&'  
    •    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, ...) ttaQlEa=Z  
    •   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) H'{?aaK|t  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) k0_$M{@Y  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 XcMJD(!  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 zN+* R;Ds  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) {Y91vXTz7  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) JhCkkw  
    •     F == focal length(焦距 &3Z. #*  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) H:-A; f!Z  
    比较 (\t_Hs::a  
    在下图中: sD8 m<   
    透镜EPD=10mm yW^IN8fm  
    截止频率=184lp/mm qmA2bw]  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     =HY1l}\  
    [W$Z60?RR  
    1@^Ek8C  
    c5E#QV0&v~  
    在下面的图表中: $i:||L^8p  
    透镜EPD=13.31 mm C`n9/[,#  
    截止频率=250 lp/mm HCG@#W<wc  
    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 z8/xGQn  
    eR-=<0Iw;  
    4su_;+]  
    pEVgJ/>  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Ah>gC!F^  
    hiRR+`L%  
    qC1U&b#MVx  
    XDkS ^9  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Q_aqX(ig  
    N3gNOq&  
     
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