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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: 04-15
    描述 g8E5"jpXx3  
    ]*zG*.C  
    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。 90uXJyW;d  
    nmn/4>  
    建立系统 [nHN@ p|  
    yg8= G vO  
    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。 .BJoY <P*  
    yHE\Q  
    uq[5 om"  
    ">=Ep+ix  
    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。 c*\i%I#f2  
    9j^rFG!n  
    #m{(aa9;  
    ^|oI^"I Q=  
    @nwVl8  
    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。   #f(tzPD  
    ;/V])4=  
    ~6t<`&f  
    V?yQm4  
    H.iCYD_=  
    i?d545. u  
    tH; 6 Mp;f  
    {.oz^~zs]g  
    JtSwbdN  
           +pSo(e(  
    分析 Q*Jb0f  
    这个系统的点扩散函数: 0= bXL!]  
    •    Log (Normal PSF) oMAUR "  
    •    λ = 0.55 mm I-8I/RRkmP  
    •    0.32 waves 3rd order spherical +cXi|Zf  
    •    EPD = 10 mm ,#BD/dF  
    •    f/# = 9.68 + R6X  
    点扩散函数如下图:     TT9 \m=7  
    TR*vZzoy  
    @?J7=}bzz  
    FT>>X P8  
    系统的点扩散函数是: 3%r/w7Fc  
    •     Log (Normal PSF) 0VQBm^$(  
    •     λ = 0.55 mm E4\HI+  
    •     1 wave 3rd order spherical ;~r-P$kCY  
    •     EPD = 13.31 mm AW \uE[kg  
    •     f/# = 7.27 SN")u  
    点扩散函数如下图: |1H9,:*%  
    8(- 29  
    /+B6oE>8  
           H(Wiy@cJn  
    演算 416}# Mk  
    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:       #ZPF&u"  
    /C'_-U?  
    |Wck-+}U  
       5`&@3 m9/  
    在这个等式中变量定义如下: #F3'<(j  
    •     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) 7g Ou|t  
    •     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) @ g`|ob]9  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ODKh/u_  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Y5ei: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, ...) @N[<<k7g  
    •   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) Ui"$A/  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) yYe>a^r4R  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 )mAD<y+  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 [oBRH]9cq  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) mHW%^R=  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) F5H*z\/={  
    •     F == focal length(焦距 " +{2!  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ^vVAuO  
    比较 0H%zkJ>Q  
    在下图中: CD#U`jf  
    透镜EPD=10mm CU c,  
    截止频率=184lp/mm 4_2oDcdf  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     "ivVIq2  
    N`,,sw  
    d j9i*#F  
    (7,Q4T  
    在下面的图表中: p]~PyzG!  
    透镜EPD=13.31 mm .#sX|c=W  
    截止频率=250 lp/mm VR_/Vh ]@  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm P! j*4t  
    >(YH@Z&;  
    0S+$l  
    5i{J0/'Xu)  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 c>c4IQ&d  
    zA|lbJz=GY  
    "5$p=|  
    2|1CGHj\  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: <WmjjD  
     
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