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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 \/,54c2  
    Unev[!  
    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。 nTO,d$!Kp  
    9`4mvK/@  
    建立系统 2= FGZa*.  
    L?!*HS7 m  
    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。 ]~~PD?jh  
    K~ gt=NH  
    HRO :U%  
    Q?Vq/3K;  
    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。 hMz= \)Pl  
    cn (-{dCXM  
    `*nVLtT Y  
    Y6L_ _ RT  
    tqyR~  
    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。   s.z(1MB]  
    <a%9d<@m  
    %rVC3}  
    )s^D}I(  
    ("UcjB^62  
    bL\ab  
    :f (UZmV$  
    zr%2oFeX,  
    E O^j,x g  
           !mhV$2&r  
    分析 h-u63b1"?  
    这个系统的点扩散函数: BL1$ ~0  
    •    Log (Normal PSF) }$5S@,  
    •    λ = 0.55 mm Lqy]bnY  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Dz$GPA   
    •    EPD = 10 mm c?oNKqPzg  
    •    f/# = 9.68 #7/;d=  
    点扩散函数如下图:     C5mq@$6  
    jyRSe^x  
    P)x&9OHV  
    -Z )j"J  
    系统的点扩散函数是: 4PG]L`J{  
    •     Log (Normal PSF) b*w izd  
    •     λ = 0.55 mm ~/LO @  
    •     1 wave 3rd order spherical `l+{jrRb<  
    •     EPD = 13.31 mm KEF"`VTB@  
    •     f/# = 7.27 3>FeTf#:  
    点扩散函数如下图: h^ wu8E   
    |r2 U4 ^  
    V'TBt=!=]  
           +\~.cP7[  
    演算 T:$a x  
    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:       l1*qDzb  
    ]6)^+(zU  
    Gs^hqT;h  
      
    {&Kck>C'  
    在这个等式中变量定义如下: A/eZnsk  
    •     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) " %$jl0i_c  
    •     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) HD^Ou5YB  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 1#LXy%^tO  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 5~GHAi  
    •    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, ...) Q/'jw yj_  
    •   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) G&qO{" Js  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) .}'49=c  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 98 dl -?  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 /'KCW_Q  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) z|,YO6(L  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) z8v]Kt&  
    •     F == focal length(焦距 g \]2?vY.  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) :E ]Ys  
    比较 *d%"/l^0  
    在下图中: -Zs.4@GH  
    透镜EPD=10mm UQZ<sp4v;  
    截止频率=184lp/mm M\4pTcz{  
    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。     AAbI+L0m{  
    Cu*+E%P9`  
    _}8hE v  
    37C'knW  
    在下面的图表中: Wp7lDx  
    透镜EPD=13.31 mm }G8gk"st  
    截止频率=250 lp/mm 1+wmR4o  
    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 e5\/:HpI  
     6/u]r  
    9g %1^$R  
    aMa ICM  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 U$zd3a_(  
    z?T;2/_7  
     AT@m_d  
    l|WdJn o  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: |qUi9#NUo  
    wm1`<r^M.  
     
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