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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 {qm5H7sL  
5>:p'zI  
FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 ivSpi?   
ug/P>0  
建立系统 PWV+ M@  
MIu'OJ"z~  
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。 bv``PSb3  
w[uw hd  
SbobXTbG  
U4lAo  
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。 QZ5%nJme_  
()fYhk|W  
)LL.fPic  
:U faMe5  
i7?OZh*f  
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。   U9Lo0K  
0a+U >S#  
BO 3z$c1yU  
+p-S36K~,7  
9x14I2  
OSK:Cb.-?F  
5(DnE?}vo  
`J}FSUn\  
R;w1& Z  
       =I$:-[(  
分析 !/"y  
这个系统的点扩散函数: n* z;%'0  
•    Log (Normal PSF) %"3tGi:/  
•    λ = 0.55 mm 3H5<w4yk  
•    0.32 waves 3rd order spherical ks8xxY  
•    EPD = 10 mm hw&~OJeo  
•    f/# = 9.68 1k)`C<l  
点扩散函数如下图:     qjRp5  
af/;Dr@  
P1ynCe  
FFc?Av?_  
系统的点扩散函数是: z6OJT6<'  
•     Log (Normal PSF) g1q%b%8T  
•     λ = 0.55 mm ,oj)`?Vh  
•     1 wave 3rd order spherical 0urM@/j+  
•     EPD = 13.31 mm y|%lw%cSe  
•     f/# = 7.27 68!=`49r>  
点扩散函数如下图: IUy5=Sl   
t<qXXQ&5  
KkZo|\V  
       q%FXox~b  
演算 BeM|1pe.  
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:       ?tYc2R9x6"  
jhE3@c@pT  
T(bFn?  
  
O:X|/g0Y  
在这个等式中变量定义如下: Il#9t?/  
•     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) YwF\  
•     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) @,TCg1@QJ  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx _+nlm5  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); tP/R9Ezp  
•    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, ...) FuO'%3;c  
•   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) @33-UP9o  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) PF-"^2&_  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 .sbV<ulbc  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 >l!DW i6  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) [3hOc/]s  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) }MV=t7x9+  
•     F == focal length(焦距)  4K$d%  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Psu*t%nQ?A  
比较 3.I:`>;EO  
在下图中: zI3Bb?4.  
透镜EPD=10mm qn@:A2e d  
截止频率=184lp/mm ?1MaA  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     Uzd\#edxJ  
nK|WzUtp  
l050n9#9p  
{AqPQeNgz  
在下面的图表中: vh^,8pPy  
透镜EPD=13.31 mm JIU=^6^2'  
截止频率=250 lp/mm @C6.~OiP  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm J;7O`5J  
38eeRo  
k M' :.QT  
D.R 7#^.  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 \py \rI  
/ L/hR4  
?)B\0` %*'  
,_2ZKO/k$  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: )F) (Hg  
4>W ov  
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