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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 ?2;gmZd7  
;OE=;\  
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。 9`3%o9V9Y  
n'dxa<F2|  
建立系统 aN87^[  
>:2Br(S  
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。 6b-j  
|.]:#)^X?  
,gvv297  
,+iREh;  
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。 %B;e 7 UJ  
("UzMr,  
c[/h7!/aH  
\~3g*V  
c4T8eTKU  
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。   K#O8P+n5[  
SBj9sFZ  
{5ujKQOcR  
r306`)kX  
c<'Pt4LY  
z[7j`J|Kk  
"IK QFt'  
GsYi/Z   
UR/l M,N;  
       Anpx%NVo  
分析 v=(L>gg  
这个系统的点扩散函数: ]5!}S-uJq  
•    Log (Normal PSF) 0a#2 Lo  
•    λ = 0.55 mm ;NyX9&@  
•    0.32 waves 3rd order spherical MZpG1  
•    EPD = 10 mm l'_P]@*  
•    f/# = 9.68 2{<5?Op  
点扩散函数如下图:     JN9 W:X.  
sCX 8  
8=]R6[,fD  
_x.!, g{  
系统的点扩散函数是: l.DC20bs  
•     Log (Normal PSF) E1atXx  
•     λ = 0.55 mm +1K9R\  
•     1 wave 3rd order spherical 5LT{]&`9  
•     EPD = 13.31 mm G8m:]!  
•     f/# = 7.27 De^GWO.?bT  
点扩散函数如下图: g;bfi{8s_  
4t(V)1+  
X[ERlw1q4Q  
       Q%.V\8#|V  
演算 |.A#wjF9  
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:       a88(,:t  
@"`J~uK  
xMk0Xf'_  
  
yu3T5@Ww  
在这个等式中变量定义如下: P= e3f(M2  
•     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) rKlu+/G  
•     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) x Z 3b)j2D  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx QLq^[ >n  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); `@8QQB  
•    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, ...) ";jj`  
•   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) 'USol<  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) n[jyhBf\W  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 JEF2fro:Z  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 N :#"4e  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) xLfx/&2  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 67/&AiS?  
•     F == focal length(焦距) #q7`"E=M"  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) l]BIFZ~  
比较 ;~&F}!pQ  
在下图中: CJ*8x7-t  
透镜EPD=10mm [25[c><:w"  
截止频率=184lp/mm /8Sg<  
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。     JLS|G?#0  
NaeG2>1  
A}(&At%n4  
Ae&470  
在下面的图表中: S4/CL4=  
透镜EPD=13.31 mm ZK =`Y@  
截止频率=250 lp/mm >t-9yO1XQq  
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 VdrqbZ   
}9w?[hXW"  
WJefg  
9,7IsT8  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 <cQ)*~hN  
0n5{Wr$  
`|Aj3a3sND  
Pr |u_^  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 3b1;f)t  
h n:  
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