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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 x|q|> dPB  
    e{7"7wn=  
    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。 `/L D:R  
    7bC)Co#:   
    建立系统 9>hK4&m^  
    W+D{4:  
    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。 P1A5Qq  
    fMZzR|_18  
    9  7Mi{Zz  
    |tqYRWn0  
    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。 ewORb  
    W:*  {7qJ  
    iK3gw<g  
    hz*H,E!>  
    6 P U]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。   2}jC%jR2  
    q_[V9  
    S^*ME*DDz  
    [ %:%C]4  
    DZ5QC aA  
    G*\U'w4w|*  
    fe$OPl~  
    gO,2:,  
    8lfKlXR78  
           DfV'1s4y  
    分析 cOo@UU P   
    这个系统的点扩散函数: a<d$P*I(cH  
    •    Log (Normal PSF) `d6,]'  
    •    λ = 0.55 mm GG$&=.$  
    •    0.32 waves 3rd order spherical 3}ATt".  
    •    EPD = 10 mm %"g; K  
    •    f/# = 9.68 5BsfbLKC  
    点扩散函数如下图:     85 <%L:EC  
    unN=yeut  
    +#MQ8d  
    T }^2IJ]  
    系统的点扩散函数是: S1G3xY$0  
    •     Log (Normal PSF) 6*tbil_G+  
    •     λ = 0.55 mm &L`yX/N2  
    •     1 wave 3rd order spherical ST7Xgma-  
    •     EPD = 13.31 mm I^itlQ  
    •     f/# = 7.27 [y(AdZ0*  
    点扩散函数如下图: UV j1nom   
    j O6yZt  
    ZKco  
           V H2/  
    演算 f$p7L.d<  
    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:       kRH;c,E@  
    FErK r)  
    ztHEXM.  
      
    > J>|+W  
    在这个等式中变量定义如下: w;(B4^?  
    •     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) F,>-+~L=  
    •     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) ]n$&|@  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx #uillSV  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 5_~QS  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) a-Ef$(i_  
    •   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) tFKR~?Gc  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) #uHl  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 c`x[C  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 v'X=|$75  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) %x zgTZ  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ;|H(_J=6k  
    •     F == focal length(焦距 ^":Dk5gl  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) > g=u Y{Rf  
    比较 1?N$I}?  
    在下图中: k=8LhO  
    透镜EPD=10mm .,7ZD O9{  
    截止频率=184lp/mm 4[^lE?+  
    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。     ;)gNe:Q  
    ?~#{3b  
    Zk#?.z}  
    h&$,mbEoI  
    在下面的图表中: [tY+P7j9)  
    透镜EPD=13.31 mm iz pFl@WS  
    截止频率=250 lp/mm 96.Vm*/7  
    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 I7/X6^/}  
    6K 6uB ~  
    kx_PMpc  
    EU@XLm6  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 xPJ kadu  
    n`af2I2  
    iJD_ qhd7  
    Vj{}cL"MR  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 6q]`??g.  
    *2tG07kI  
     
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