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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: 05-21
    描述 =LODX29  
    :5.F  
    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。 1;DRcVyS+  
    ? |#dGk g  
    建立系统 )0]U"Nf ho  
    Zxhbnl6  
    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。 #0hqfs  
    ]31=8+D  
    (KwC,0p  
    0:>hK\F#  
    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。 ( Zd(?">i  
    ~**x_ v  
    "*.N'J\  
    d =n{Wn{C  
    ji ./m8(  
    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。   n>R(e>  
    7 7y+ik  
    @K+gh#  
    tXH;4K@  
    wwywiFj  
    zA8@'`Id  
    *coUHbP9>  
    Kvo&_:  
    fU?#^Lg  
           Je6wio- 4  
    分析 L<0_e^8  
    这个系统的点扩散函数: |Tc4a4jS  
    •    Log (Normal PSF) Q$:Q6 /5.  
    •    λ = 0.55 mm aK95&Jyw&  
    •    0.32 waves 3rd order spherical pjX=:K|  
    •    EPD = 10 mm xVbRCu#Z  
    •    f/# = 9.68 'vZIAnB8  
    点扩散函数如下图:     _^NaP  
    z<mN-1PM7&  
    ~59lkr8  
    Um 6}h@>  
    系统的点扩散函数是: 'QxJU$  
    •     Log (Normal PSF) GCq4{_B\Q  
    •     λ = 0.55 mm X-_VuM_p  
    •     1 wave 3rd order spherical VQ| {Q}  
    •     EPD = 13.31 mm 8cG`We8l&  
    •     f/# = 7.27 m7g*zu2#  
    点扩散函数如下图: M TZCI}  
    .pQ5lK(R  
    `6J7c;:  
           `D |/g;  
    演算 DAP/  
    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:       -` ViuDX=  
    8K?}!$fz  
    ;'8Wl  
      
    |[Fb&x  
    在这个等式中变量定义如下: E V)H>kM  
    •     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) sdg2^]|  
    •     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) fc8ODk*;E  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx uJ -$i  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); q,@# cQBV  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) &C+2p  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) xxvt<J  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) R|M]mwa^w  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Ca5#'3Eh  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 P.@dB.Ny  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ~M{/cv  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) a;Y:UwD9*  
    •     F == focal length(焦距 qe{;EH*  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 5l1R")0`t_  
    比较 T?m@`"L,  
    在下图中: qi7C.w;  
    透镜EPD=10mm '(3 QyCD  
    截止频率=184lp/mm eG!ma`v  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     } SW p~3P  
    IiqqdU]  
    5%WAnh  
    l3>e-kP  
    在下面的图表中: 1L4-;HYJm  
    透镜EPD=13.31 mm b)Da6fp  
    截止频率=250 lp/mm #<b\BqYG  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm Lk,q~  
    go AV+V7  
    6[k<&;  
    U@y)x+:  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 FsJk"$}  
    mI,lW|/l,  
    e[u}Vf  
    .Ji9j[[#D  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7`J2/(  
    d; YKw1  
     
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