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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 dL+yd0 b*  
    R\&z3<-S  
    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 ; <Vr<.  
    d7r!<u&/  
    建立系统 v@GhwL  
    ?t6wozib2  
    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。 ,4'y(X<R  
    u&S0  
    H.>EO&#|p  
    B=n90XO |  
    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。 H c>yZ:c;  
    i?M-~EKu  
    Tq )hAZ  
    <Fx%P:d  
    V[*>}XQER  
    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。   bfncO[Q,?  
    gfIS  
    11#b%dT  
    TW(X#T@Z6I  
    /Ta-3Eh!  
    /({oN1X>i  
    N;-%:nC  
    J %A=  
    @73kry v  
           eXnSH$uI  
    分析 5RWqHPw+  
    这个系统的点扩散函数: iZ}c[hC'3`  
    •    Log (Normal PSF) 3o>JJJ=]  
    •    λ = 0.55 mm VO {z)_  
    •    0.32 waves 3rd order spherical aj1,h)P  
    •    EPD = 10 mm GJQ>VI2cY  
    •    f/# = 9.68 P`Now7! GW  
    点扩散函数如下图:     Pvt!G  
    (X\]!'A  
    :5j+^/   
    6qTMHRI  
    系统的点扩散函数是: u0=&_Q(=  
    •     Log (Normal PSF) P* &0HbJ  
    •     λ = 0.55 mm uZ3do|um  
    •     1 wave 3rd order spherical @VIY=qh  
    •     EPD = 13.31 mm }{@y]DcdM4  
    •     f/# = 7.27 m6K7D([f  
    点扩散函数如下图: EHhc2^e  
    rloxM~7!,)  
    Srmr`[i  
           1##@'L|u  
    演算 VKYljY0#  
    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:       i={4rZOD^  
    (91ts$jH  
    NV(jp'i~  
       C|IHRw`[  
    在这个等式中变量定义如下: u]O}Ub`  
    •     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) kjsj~jwvv  
    •     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) \P":V  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx mM?,e7Xhs  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); .L%pWRxA[  
    •    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, ...) VrfEa d  
    •   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) EJ<L,QH3  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) "m6G;cv  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 X|!@%wuGC  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 w<h8`K`3  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ~J~R.r/  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ZQ`4'|"  
    •     F == focal length(焦距 $`\qY ^.(  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) #tsP  
    比较 u0k'Jh]K  
    在下图中: N>a~k}pPH  
    透镜EPD=10mm ju;OQC~[L]  
    截止频率=184lp/mm ONpvx5'#  
    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。     qHyOaK Md  
    . bUmT!  
    z!b:|*m]w  
    2g5 4<G*e  
    在下面的图表中: $\] Mvd  
    透镜EPD=13.31 mm >jTiYJI_M  
    截止频率=250 lp/mm 0<4'pO.6Hq  
    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 SCMvq?9  
    hMS:t(N{  
    k^;/@:  
    u^]Gc p  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 bW/T}FN D  
    r7}KV| M  
    9+<A7PM1T  
    Df2$2VU  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: W;!V_-:  
     
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