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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 F{<5aLaYti  
    *LANGQ"2(i  
    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。 5?WYsj"  
    x^G'rF"nT  
    建立系统 xc9YM0B&  
    U-i.(UyZ  
    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。 ,CP 5~4u  
    0ZMJ(C  
    j5Qo*p  
    |EKu2We*  
    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。 xH-X|N  
    07V8;A<,  
    YEv%C| l  
    >ys[I0bo  
    Dj i^+;"&  
    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。   EIjI!0j  
    zN#*G i'  
    ='Q{R*u  
    A /(lKq  
    'Gx$Bj  
    98R KCc9h  
    pY@Y?Jj  
    q2hFOm  
    -w1@!Sdd  
           mpgO s  
    分析 $&{ti.l  
    这个系统的点扩散函数: ]mQw,S)/"  
    •    Log (Normal PSF) .%}?b~  
    •    λ = 0.55 mm  ~*M$O&  
    •    0.32 waves 3rd order spherical %f j+70  
    •    EPD = 10 mm Z:*@5  
    •    f/# = 9.68 #`(WUn0H?  
    点扩散函数如下图:     9i5tVOhE  
    Qck| #tc  
    UDy(dn>J:J  
    w]u@G-e  
    系统的点扩散函数是: .~>?*}  
    •     Log (Normal PSF) 7Vu?  
    •     λ = 0.55 mm Df4+^B,1  
    •     1 wave 3rd order spherical ljC(L/I  
    •     EPD = 13.31 mm :Zt2'vcGpf  
    •     f/# = 7.27 a2w T6jY  
    点扩散函数如下图: -#In;~  
    F(5hmr  
    ?YQPlv:<o.  
           hB9Ee@  
    演算 IvHh4DU3Z  
    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:       [kV;[c}  
    H#i{?RM@l  
    \3Pv# )  
      
    FOwnxYGVf  
    在这个等式中变量定义如下: !345 %,  
    •     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) DC+b=IOz  
    •     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) S0d~.ah30  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx d>0 +A)6>  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ~g#r6pzN-  
    •    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, ...) T!RT<&  
    •   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) ,CvG 20>  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) -d+aV1n  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 5%zXAQD=<  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 mYxyWB  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 2)X4y"l  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) urBc=3Rz  
    •     F == focal length(焦距 vb Y3;+M>  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 0'5/K ,  
    比较 ;G |i^  
    在下图中: ;5_{MCPM  
    透镜EPD=10mm '1?\/,em  
    截止频率=184lp/mm {q%Sx*k9[  
    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。     j;b42G~p  
    g.py+ ZFJ  
    h `}}  
    VU`OO$,W  
    在下面的图表中: oA] KE"T  
    透镜EPD=13.31 mm sRSz}]  
    截止频率=250 lp/mm 7hP<f}xL  
    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 k%s_0 @  
    =m89z}Ot  
    #Z+i~t{e(  
    Tm}rH]F&  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 &H}r%%|A  
    kOO Gw:/  
    ncu`vYI.  
    , DdB^Ig<r  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: N|N3x7=gs  
    {7u[1[L1  
     
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