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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: 2025-05-21
    描述 im[gbac  
    MC)W?  
    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。 Wq&c,H  
    >#n-4NZ;p9  
    建立系统 N$\5%  
    &r%^wfp  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 "EkO>M/fr  
    4xn^`xf9  
    :+^llz  
    x(N} ^Hu  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 "8TMAF|i4  
    M@[gT?m v1  
    F9J9pgVP  
    cDyC&}:f  
    N!&VBx^z  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。   "A`'~]/hE  
    Xn'>k[}<k  
    YVp0}m  
    J0bs$  
    CnA)>4E*'  
    3? CpylCO  
    mU>* NP(L  
    m 4LM10  
    p5t#d)  
           $ {eh52)`  
    分析 <"%h1{V  
    这个系统的点扩散函数: t^;Fq{>  
    •    Log (Normal PSF) t ?'/KL  
    •    λ = 0.55 mm wf$ JuHPt  
    •    0.32 waves 3rd order spherical cSDCNc*%  
    •    EPD = 10 mm M<pgaB0  
    •    f/# = 9.68 ]>T/Gl1  
    点扩散函数如下图:     - $/{V&?t  
    }}R!Y)  
    xF+x I6  
    .;6bMP[YA  
    系统的点扩散函数是: >9|+F [Fc  
    •     Log (Normal PSF) =R`2m  
    •     λ = 0.55 mm pz=Wq4 l  
    •     1 wave 3rd order spherical \ .s".aA  
    •     EPD = 13.31 mm Sd11ZC6  
    •     f/# = 7.27 Xq^{P2\w1  
    点扩散函数如下图: "S#hzrEdYI  
    }epN<DL  
    4`]1W,t  
           :\RB ^3;  
    演算 ?&_\$L[  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:       nzDY!Y  
    .1}(Bywm5  
    'J$NW  
      
    . C?gnOq  
    在这个等式中变量定义如下: \zyGJyy.  
    •     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) z8MYgn 7  
    •     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) -&tiM v  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx XE\bZc  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ~=*_I4,+r  
    •    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, ...) mj~CCokF{?  
    •   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) A'2:(m@{T  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Xw5" JE!.  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 '5\1uB PKW  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 w+H=Xh4t  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) R?I3xb  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) @DR&e^Zz  
    •     F == focal length(焦距 [*v\X %+  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) z ZQoY_UI  
    比较 d0 az#Yg!  
    在下图中: 1cega1s3xR  
    透镜EPD=10mm qsx1:Ny 1  
    截止频率=184lp/mm ZS]e}]Zwp  
    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。     D%v yO_k  
    [XK"$C]jHJ  
    EbHeP  
    kE h# 0  
    在下面的图表中: [U0c   
    透镜EPD=13.31 mm _u; UU$~  
    截止频率=250 lp/mm 6D<A@DR9J  
    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 t60m:k4J  
    )9O{4PbU!  
    KNhH4K2iP8  
    P@#6.Bb#V  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 G <q@K-  
    sM K/l @7  
    3ssio-X  
    j? A +qk  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: .Pi67Kj,  
    '`u1,h  
     
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