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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 =R)w=ce  
    /vpwpVHIpG  
    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。 K5F;/ KR"  
    x,HD,VQR/  
    建立系统 _k#GjAPM  
    'EN80+xYX  
    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。 rONz*ly|i  
    lYmxd8  
    S0ltj8t  
    _{n4jdw%(  
    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。 Y@7n>U  
    7~);,#[ky  
    ab`9MJc;  
    5n1`$T.WG  
    O:ACp<@  
    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。   P9 y+rF.  
    0sH~H[ap  
    dKhS;!K9p  
    +VL:O]`DJ  
    C-g,uARX(r  
    H?,Dv>.#*  
    %:j`%F;R  
    D&i, `j  
    K_k'#j~*?  
           uG/'9C6Z  
    分析 x U"g~hT  
    这个系统的点扩散函数: CH q5KB98+  
    •    Log (Normal PSF) ?9>wG7cps7  
    •    λ = 0.55 mm X&i;WI  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Fnay{F8z  
    •    EPD = 10 mm g<7Aln}Nl\  
    •    f/# = 9.68 CIf@G>e-  
    点扩散函数如下图:     (F9e.QyWb  
    $$EEhy  
    hwA&SS  
    j"fx|6l)  
    系统的点扩散函数是: qM6hE.J   
    •     Log (Normal PSF) :{VXDT"  
    •     λ = 0.55 mm 1.PN_9%  
    •     1 wave 3rd order spherical n-{d7haOa  
    •     EPD = 13.31 mm ;$e)r3r`LV  
    •     f/# = 7.27 U$3DIJVI  
    点扩散函数如下图: bC98<if  
    +H *6:  
    <Q"G aqZ  
           sI h5cT  
    演算 u&[L!w  
    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:       E'98JZ5ga  
    :U=3*f.{  
    R eb.x_  
      
    {`e-%<  
    在这个等式中变量定义如下: `M{Ne:J  
    •     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) 9Kg yt  
    •     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) W7gY$\1<&  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx e+F $fQt>  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 4]$OO'  
    •    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, ...) *po o.Zz  
    •   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) B3D}'<  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) "A&A?%  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 7Z~JuTIZ  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 V6'u\Ch|  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) *W`7JL,  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) "I:*  
    •     F == focal length(焦距 H V-;? 5  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) VzIZT{  
    比较 8x LXXB  
    在下图中: 8F[ ;ma>Z8  
    透镜EPD=10mm w{ |`F>f9  
    截止频率=184lp/mm mqHH1}  
    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。     /5z,G r  
    <DPRQhNW]  
    (aC=,5N  
    5uahfJk  
    在下面的图表中: US3)+6  
    透镜EPD=13.31 mm .-![ ra  
    截止频率=250 lp/mm 7I#C[:7x  
    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 !g6=/9  
    Z2`M8xEiH  
    i+in?!@G:  
    q :~/2<o  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 wB' !@>db  
     f+ !J1  
    OFmHj]I7=  
    B(vCi^  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ks6iy}f7  
    tKcC{  
     
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