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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: 11-14
    描述 |~e"i<G#  
    0-S.G38{  
    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。 *qm|A{FQR  
    ewU*5|*[  
    建立系统 yAryw{(  
    fJ[ ^_,O  
    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。 3fhY+$tq  
    @k&6\1/U  
    9gcW;  
    &U7v=a  
    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。 tkT,M,]?9  
    y\Aa;pL)RQ  
    $C;i}q#  
    )0-A;X2  
    [j-?)  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。   ?@9v+Am!  
    7h}gIm7e"  
    AQUAQZc  
    <rj'xv  
    K2zln_W  
    SjB"#E)  
    @  W>@6E  
    c$ !?4z_.  
    q4[}b-fF  
           P|<V0 Vs.  
    分析 C '( Y  
    这个系统的点扩散函数: d\JaYizp  
    •    Log (Normal PSF) i90X0b-A  
    •    λ = 0.55 mm QQS*r}>  
    •    0.32 waves 3rd order spherical q*UHzE:LI  
    •    EPD = 10 mm %6320 x  
    •    f/# = 9.68 ks0Q+YW  
    点扩散函数如下图:     l&ueD& *4&  
    -lhIL}mGf  
    x#EE_i/W  
    MW 7~=T  
    系统的点扩散函数是: |reA`&<q  
    •     Log (Normal PSF) 5v)^4( )  
    •     λ = 0.55 mm i wgt\ux.  
    •     1 wave 3rd order spherical Zo<)r2|O.  
    •     EPD = 13.31 mm )XDBK* !  
    •     f/# = 7.27 LS[o7!T(  
    点扩散函数如下图: Mp`$1Ksn  
    ;qgo=  
    5G`HJ6  
           qLmzA@Cv  
    演算 r'OqG^6JFN  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:       mH$tG $  
    CT[9=wV)m%  
    W#F9Qw  
      
    ?XHQdN3e  
    在这个等式中变量定义如下: [<#j K}g  
    •     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) e_=K0fFz  
    •     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) ^v; )6a2  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx =x8[%+  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ]bY|>q  
    •    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, ...) L+8ar9es  
    •   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) ~bZ$ d{o^  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ]Lub.r  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 lcdhOjz!N  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 l r&7 qu  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )dkU4]  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ]I\GnDJ^  
    •     F == focal length(焦距 Kv| x -_7  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) n5$#M  
    比较 Z~J]I|R:  
    在下图中: "N}t =3i$  
    透镜EPD=10mm j}^w :W76  
    截止频率=184lp/mm S~Gse+*  
    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。     ?@ oF@AEx=  
    X<%D@$  
    zV&l^.  
    l{[@Ahb}?  
    在下面的图表中: |`LH|6/  
    透镜EPD=13.31 mm cU6*y!}9  
    截止频率=250 lp/mm QOB^U-cW  
    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 ^p3 GT6  
    z5jw\jBD  
    OS z71;j  
    ''nOXl  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 }^&S^N 7  
    <F7a!$zQ  
    \4N8-GwZQ  
    h!w::cV  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: UMGiJO\yH  
    VhO%4[Jl  
     
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