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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 ^8o'\V"m^  
    7 ZET@  
    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。 nUQcoSY#  
    mbsdiab#N  
    建立系统 ,yWTk ql  
    ZF51|b  
    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。 uwj/]#`  
    \_!FOUPz(  
    G`R Ed-Z[  
    a)(j68c  
    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。 H #J"'  
    *GfGyOS(  
    ]"dZE2!  
    022YuqL<v  
    MKJ9PcVi  
    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。   Gnl6>/L,  
    blid* @-  
    DHbLS3-  
    bFVz ;  
    $.QnM  
    fm;1Iu#  
    :GIY"l'  
    V{HZ/p_Y  
    *-ZD-B*?  
           itm;,Sbg  
    分析 j5R= K*y  
    这个系统的点扩散函数: p[0Ws460  
    •    Log (Normal PSF) Ufv{6"sH  
    •    λ = 0.55 mm ~r]ZD)  
    •    0.32 waves 3rd order spherical J,;; `sf  
    •    EPD = 10 mm st{:] yTRk  
    •    f/# = 9.68 $P^=QN5 Bb  
    点扩散函数如下图:     P;VR[d4e/  
    t}cj8DC!  
    mZ/?uPIa  
    b/"gkFe#  
    系统的点扩散函数是: Sj+ gf~~  
    •     Log (Normal PSF) !H~!i.m'-  
    •     λ = 0.55 mm 3_fLaf A  
    •     1 wave 3rd order spherical L FHyiIO  
    •     EPD = 13.31 mm HNY{%D  
    •     f/# = 7.27 [_|i W%<`  
    点扩散函数如下图: %saTyF,  
    N?kXATB  
    \tyL`& )  
           %p/Qz|W  
    演算 ~NpnRIt  
    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-*udQ  
    #E^%h  
    sG}}a}U1  
      
    `*KS` z?  
    在这个等式中变量定义如下: >/6v` 8F  
    •     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"#<I*b  
    •     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)  *X*D, VY  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx qI<*Cze  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); k,X)PQc  
    •    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, ...) PgB=<#9  
    •   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) I4m)5G?O2  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) s<E_74q1  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 @`%.\_  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 tK g%5;v  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) '(+l77G  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) W;~^3Hz6  
    •     F == focal length(焦距 U,RIr8G  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 66:|)  
    比较 8}xU]N#EV  
    在下图中: JR 2v}b  
    透镜EPD=10mm DQ9 <N~l  
    截止频率=184lp/mm |8`}yRsQ  
    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。     '! yyg#  
    T1n GBl\(  
    :eHh }  
    nqgfAQsE)  
    在下面的图表中: U!3nn#!yE  
    透镜EPD=13.31 mm & Radpb2p6  
    截止频率=250 lp/mm MMhd-B1O&  
    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 BAX])~_  
    8'^eH1d'  
    (C6Y*Zm\  
    u>k;P UH4  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 \Q^\z   
    5Tn4iyg;B  
    Rv.W~FE^  
    qpp:h_E  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: h2=zvD;  
    Q>TaaGc  
     
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