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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 5{-54mwo  
    :1~4X  
    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。 +Edq4QYwR  
    H8E#r*"-m  
    建立系统 S5cs(}Bq  
    H<q z rO  
    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。 W>[TFdH?  
    q%XjJ -s:  
    Q0L1!}w   
    #6#%y~N  
    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。 Seq ^o=  
    )1<GSr9  
    '"6*C*XS  
    }#n d&ND  
    e_FoNT  
    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。   ]Bz.6OR  
    hF1Lj=x  
    = jTC+0u  
    WHRBYq_  
    >Hd!o"I  
    ~6[3Km|2  
    tHFUV\D;,  
    9zpOp-K6  
    V}h)e3X  
           l_ LH!Tu  
    分析 6dRvx;d  
    这个系统的点扩散函数: IYhn*  
    •    Log (Normal PSF) - R`nitf  
    •    λ = 0.55 mm d\tA1&k71  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Uu|R]azbO  
    •    EPD = 10 mm /^`d o3a}  
    •    f/# = 9.68 W Qe Q`pM  
    点扩散函数如下图:     98CS|NEe  
    8(H!iKHe  
    Qn/ 6gRLj  
    BD M"";u  
    系统的点扩散函数是: gbu)bqu2x  
    •     Log (Normal PSF) cq$ _$jRx  
    •     λ = 0.55 mm _ujhD  
    •     1 wave 3rd order spherical .gCun_td#  
    •     EPD = 13.31 mm = @ 1{LF;  
    •     f/# = 7.27 "[CR5q9Pr  
    点扩散函数如下图:  |  
    )OFf nKh  
    = @lM*  
           B06W(y,3Q>  
    演算 5zF$Q{3  
    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:       ZD4:'m`T/  
    W'v o?  
    O 2+taB  
      
    nMBF/75  
    在这个等式中变量定义如下: ]'0}fuV  
    •     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) 2WB`+oWox  
    •     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) +_ $!9m  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx N \woFrG  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); >ni0:^vp  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) W O'nW  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) Z3-=TN  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) SjvSnb_3  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 H4W!@"e  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 a *nCvZ  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 3O|2Z~>3  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) <4-g2.\  
    •     F == focal length(焦距 )vGxF}I3  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) lXutZ<S[  
    比较 ~b6c:db3  
    在下图中: WA#y&  
    透镜EPD=10mm w$jSlgUHy)  
    截止频率=184lp/mm tSVS ogGd  
    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。     C-^8;xd  
    c7]0 >nU;  
    <lRjh7  
    @={ qy}  
    在下面的图表中: r>6FJ:Tx  
    透镜EPD=13.31 mm e1ExB#  
    截止频率=250 lp/mm }|],UXk{xB  
    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 &_'3(xIO  
    ,2mq}u>WU  
    z -'e<v;w  
    m~gcc  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 <Kk?BRxi  
    NZ% v{?  
    &pH XSU  
    .lGN Fx  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: jM>;l6l  
    -(zw80@&  
     
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