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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 fEv36xb2S  
    *7ro [  
    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。 Lta\AN!c  
    9'h^59  
    建立系统 ~' =4K/39  
    P< x  
    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。 IuW10}"9  
    ]_8 \g`"u  
    7'uc;5:  
    cSk}53  
    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。 5V bNWrw  
    cpnwx1q@  
    %WN2 xCSf  
    hz<J8'U  
    ]!:Y]VYN)\  
    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。   We?:DM [  
    ZE` {J =,  
    X&Lt?e,&  
    &[5az/Hj*  
    a"aV&t  
    w,9F riW  
     c @fc7  
    musxX58%  
    5K{h)* *5  
           e*H$c?7NL  
    分析 0{F.DDiNT  
    这个系统的点扩散函数: e r$'c  
    •    Log (Normal PSF) pASVnXJZ  
    •    λ = 0.55 mm CV"Y40  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 55p=veq \  
    •    EPD = 10 mm `0:@`)&g1  
    •    f/# = 9.68 (Lnh> '2  
    点扩散函数如下图:     n]Y _C^  
    Q@n kT1o  
    I&Y(]S,cU  
    |3m%d2V*hF  
    系统的点扩散函数是: <b I,y_<K  
    •     Log (Normal PSF) qE{S'XyM,  
    •     λ = 0.55 mm hgGcUpJy?  
    •     1 wave 3rd order spherical zhE7+``g  
    •     EPD = 13.31 mm 5Y^ YKV{  
    •     f/# = 7.27 ?f..N,s  
    点扩散函数如下图: f6 nltZ  
    ^ZG1  
    M.xEiHz  
           h# 8b#  
    演算 NO ^(D+9  
    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:       fF%r$`2  
    c&&UT-Z  
    *OiHrI9y  
      
    Xl;N= fc  
    在这个等式中变量定义如下: 1~ Nz6  
    •     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) "Q1hP9xV  
    •     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) z/b*]"g,  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx =xoTH3/,>  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); )f Rh^6  
    •    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, ...) -eTGRr  
    •   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) rtm28|0H'  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 16vfIUtb  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 GcuZPIN%D  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Lrq&k40y  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) AI2CfH#:C  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 71_N9ub@z  
    •     F == focal length(焦距 o/R-1\Dn  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) X}$S|1CjO  
    比较 F <(Y  
    在下图中: ^gG,}GTl  
    透镜EPD=10mm ( C&f~U  
    截止频率=184lp/mm ,P^"X5$   
    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$0*K+m  
    M:x(_Lu  
    \GWC5R7Q0j  
    ',f[y:v;  
    在下面的图表中: lgl/| ^ Uw  
    透镜EPD=13.31 mm v&Kw 3!X#E  
    截止频率=250 lp/mm sZc<h]L(g  
    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 _),@^^&x  
    Go4l#6  
    ScEM#9T|  
    R-ci?7dt3  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 o&=m]hKpQl  
    *h Ur E  
    HM/ q B^  
    WVZ\4y  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: E%TvGe;#  
    Ab`Gb  
     
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