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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 hX`hs- *qM  
# altx=6'  
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。 4(Ov1a>  
|+35y_i6  
建立系统 gXonF'  
"z0zpHXek  
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。 @g2 cC  
KhCzD[tf  
5Xl /L  
%1.]c6U  
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。 }tH[[4tw,  
~XyW&@  
MZTx:EN!  
R)M_|ca  
~7$&WzD  
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。   Y4cYZS47  
Z.W66\8~}^  
z >YFyu#LF  
+2K:qvzZ  
:Xn7Ha[f  
{/X4(;~0  
i `s|,"0o  
lz?;#U  
~6pr0uyO`  
       ybeKiv9  
分析 6*qL[m.F[o  
这个系统的点扩散函数: kloR#?8A  
•    Log (Normal PSF) )J_\tv  
•    λ = 0.55 mm p}|.ZkyN  
•    0.32 waves 3rd order spherical uGwJ K`!~  
•    EPD = 10 mm Vo9F  
•    f/# = 9.68 xXY.AoO6  
点扩散函数如下图:     `} m Q  
SG?Nsp^%`B  
)mJf|W!Z#  
"+z?x~rk  
系统的点扩散函数是: kM'"4[,nz  
•     Log (Normal PSF) ?E9DXg  
•     λ = 0.55 mm N7b1.]<  
•     1 wave 3rd order spherical \":?xh_H  
•     EPD = 13.31 mm WpS1a440  
•     f/# = 7.27 4EXB;[ ]  
点扩散函数如下图: ;>%~9j1C  
B d^"=+c4  
'S<%Xm  
       '=E3[0W  
演算 +&X%<S W  
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:       ]Ni;w]KE  
Nrah;i+H\o  
p1D[YeF4  
  
( =16PYs  
在这个等式中变量定义如下: 3;7q`  
•     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) \eGKkSy  
•     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) `:wvh(  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx R7s|`\  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ESg+n(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, ...) [xfaj'j=@  
•   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) R#n%cXc|  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 'q>2t}KG  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Uu"0rUzt  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 rVtw-[p  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 2oZ9laJO  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) aup6?'G;  
•     F == focal length(焦距) tu>{  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) '.Ym!r~wL  
比较 W%e_~$H0  
在下图中: [U8$HQ+x  
透镜EPD=10mm 6*nAo8gl  
截止频率=184lp/mm .fzu"XAPu  
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。     Z~6[ Z  
++}\v9Er  
`W `0Fwu9  
]DvO:tM  
在下面的图表中: :%JC^dV(  
透镜EPD=13.31 mm 6al=Cwf  
截止频率=250 lp/mm 9p@C4oen  
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 lFUWV)J\  
tfkr+ /  
L{ho*^b  
E2AW7f(/  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 DjCx~@  
p T[gdhc  
'P laMOy  
~|Z'l%<Os  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: %8)W0WMe  
I,ci >/+b  
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