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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 h) PB  
    0C+y q'D~[  
    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。 Q EGanpz  
    9c}]:3#XO  
    建立系统 %GCd?cFF  
    jQeE07g  
    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。 ioa_AG6B  
    @-@rG>y^:  
    w^E]N  
    PB<Sc>{U  
    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。 LY!3u0PnlT  
    =tRe3o0(  
    O\F^@;] F6  
    k;AiG8jb  
    -_*XhD  
    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。   [-Tt11  
    QqK{~I|l  
    :G=1$gb  
    wQrPS  
    2]RH)W86;  
    oy2dA  
    9 roth  
    4f[M$xU&h  
    Oj lB 0  
           0R5^p  
    分析 4U a~*58  
    这个系统的点扩散函数: GlgORy=>  
    •    Log (Normal PSF) vua1iN1  
    •    λ = 0.55 mm 0/00 W6r0  
    •    0.32 waves 3rd order spherical [xs)u3b  
    •    EPD = 10 mm fRa-bqQ  
    •    f/# = 9.68 {S"  
    点扩散函数如下图:     '"fU2M<.  
    ? ]:EmP  
    awSS..g}L  
    $s(4?^GP  
    系统的点扩散函数是: y7IbE   
    •     Log (Normal PSF) iMeRQYW  
    •     λ = 0.55 mm ])ALAAIc-  
    •     1 wave 3rd order spherical ];{l$-$$  
    •     EPD = 13.31 mm Or#+E2%1E  
    •     f/# = 7.27 Gp3nR<+  
    点扩散函数如下图: L1!hF3G  
    VRQbf  
    qqt.nrQ^  
           >&Ui*  
    演算 > ?{iv1  
    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:       k E#_Pc  
    PxVI {:Uz  
    6=g]Y!o$  
      
    Jyz$&jqyr'  
    在这个等式中变量定义如下: x [{q&N!"`  
    •     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) K0DXOVT\  
    •     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) J,0WQQnb  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx HHIUl,P  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); o +QzQ+ Z  
    •    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, ...) 3VRZM@i  
    •   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) $6&GAJe  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) I bv_D$cT  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 E_![`9i  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 C`th^dqBV  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) K'{W9~9Lq  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) b6WC @j`*T  
    •     F == focal length(焦距 2c>H(t h=  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) "U5Ln2X{J  
    比较 0q>NE <L  
    在下图中: .t^UK#@#4  
    透镜EPD=10mm v1X&p\[d  
    截止频率=184lp/mm M8",t{7  
    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。     ^;CR0.4  
    !8"$d_=h  
    X.T\=dm%v  
    ++Ys9Y)*,  
    在下面的图表中: rPo\Dz  
    透镜EPD=13.31 mm /!{A=N  
    截止频率=250 lp/mm 8F`BJ6='  
    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 +zVcOS*-  
    4Fr7jD,#k  
    iQm.]A  
    .y;\puNq  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Vr/` \441  
    k qY3r &  
    T) Zt'M  
    ` r'0"V  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: vzohq1r5  
    \\2k}TsB  
     
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