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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 WOoVVjMM  
EA72%Y9F  
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。 %/p5C  
W'yICt(#G  
建立系统 )JON&~C  
nMqU6X>P!  
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。 ~C3-E %h@Z  
elQ44)TrQ  
B{<6 &bQ  
QBg'VV  
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。 IFe[3mB5  
EO^0sF<  
bcg)K`'N  
JM0)x}] +  
IAQ=d4V&  
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。   ,;;~dfHm  
pK%'S  
Gl(,%~F9i  
4l:+>U@KU  
+{&g|V  
B _ >|Mo/  
[;}c@  
w1Kyd?~%]  
oz--gA:g  
       L'(^[vR(  
分析 a+d|9y/k  
这个系统的点扩散函数: Fwtwf{9I  
•    Log (Normal PSF) W\/0&H\i  
•    λ = 0.55 mm x.aUuC,$x  
•    0.32 waves 3rd order spherical JT<J[Qz5  
•    EPD = 10 mm n!2|;|$}Z  
•    f/# = 9.68 snrfHDhUw  
点扩散函数如下图:     riz({  
j56Y,Tm  
#frhO;6  
xxYFWvi  
系统的点扩散函数是: ft5Bk'ZJ  
•     Log (Normal PSF) E^s>S,U[y  
•     λ = 0.55 mm Ek:u[Uw\  
•     1 wave 3rd order spherical #gq3 e  
•     EPD = 13.31 mm 8EQ;+V  
•     f/# = 7.27 mmi~A<  
点扩散函数如下图: 4)?c[aC4P  
X~0P+E#  
Wr;)3K  
       6%? NNEM  
演算 B}p/ ,4x6  
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:       Q{RHW@_/  
m@~HHwj  
}-!$KR]:s  
  
HO' HkVA  
在这个等式中变量定义如下: z&eJ?wb  
•     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) j_Fr3BWS  
•     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) qsLsyi|zG  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx }r N"H4)  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); S5;q)qz2J  
•    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, ...) BJvVZl2h  
•   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) aw~OvnX E  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 8`+X6iZOQ  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;^;5"n h  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 kb>9;-%^JK  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )K}b,X`($  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 6;VlX,,j  
•     F == focal length(焦距) GYj`-t  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) f,$FrI,  
比较 3.>jagu  
在下图中: lB,MVsn18  
透镜EPD=10mm 79&Mc,69  
截止频率=184lp/mm @9^kl$  
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。     `ul"D%  
ym:JtI69   
y jb.6  
PRs[:we~~  
在下面的图表中: ] O 2_&cs  
透镜EPD=13.31 mm *H;&hq  
截止频率=250 lp/mm E-r/$&D5mP  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm B]jh$@  
i+2J\.~U#G  
gxJ(u{2  
9"/{gf3D  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 3>;U||O  
 3o/f#y  
`toSU>:  
M jHeUf  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7"M7N^  
" <=^Sm  
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