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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 xG^6'<  
n$fYgZKn  
FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 >Hq)1o  
rmOcA  
建立系统 ir%?J&C+t  
- kVt_  
这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 [80L|?, *  
,dM}B-  
O%.c%)4Xo  
CfoT$g  
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。 O*dN+o  
ersddb^J]  
Q$NT>d6Q  
CE19V:zp  
kCWaji_x%  
光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。   Ne)H*DT  
u"*@k^}(  
6 ZutU ~HS  
al9L+ruR  
mgk<PY  
7n,*3;I  
#G;0yB:76  
> :s#MwIwm  
8%qHy1  
       j`GL#J[wqQ  
分析 G{,X_MZ%  
这个系统的点扩散函数: [YQVZBT|{  
•    Log (Normal PSF) Ov$_Phm:  
•    λ = 0.55 mm #@QZ  
•    0.32 waves 3rd order spherical 38 Q>x  
•    EPD = 10 mm s%K 9;(RWI  
•    f/# = 9.68 pDlU*&  
点扩散函数如下图:     xU4,Rcgo  
'$@bTW  
=}6yMR!4R<  
9U[ A   
系统的点扩散函数是: /~?'zr  
•     Log (Normal PSF) {=5Wi|  
•     λ = 0.55 mm w^e5"og]  
•     1 wave 3rd order spherical +=v6 *%y"V  
•     EPD = 13.31 mm H B}!Lf#*P  
•     f/# = 7.27 :`~;~gW<  
点扩散函数如下图: 0=3Av8  
|;XkU`G  
n2NxO0  
       {s8v0~  
演算 }pOem}  
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:        F'!pM(+  
_sEkKh8x  
K+=cNC4B  
  
owz6j:  
在这个等式中变量定义如下: Ifgh yh<d  
•     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) ~(( '1+  
•     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) g%P6f  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx z+RA  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); O$=[m9V  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) N,F mu  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ^EK]z8;|  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) [8F1rZ&  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 }YiE} +VW|  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 >5rb4  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) PBXRey7>D  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) #GTR}|Aga  
•     F == focal length(焦距) ia'eV10  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ?<YQ %qaW7  
比较 `Bw>0%.  
在下图中: ;L <D-=  
透镜EPD=10mm T d E.e(  
截止频率=184lp/mm _$g2;X >  
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。     6:Fb>|]*PY  
f6\`eLGi1  
v}vwk8  
U3R;'80 f  
在下面的图表中: M0+xl+c+  
透镜EPD=13.31 mm ,".1![b  
截止频率=250 lp/mm ULqFJ*nla  
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 %25GplMT  
)Z.v fc  
re]e4lZ  
.uo9VL<  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 FX"j8i/N  
+v!% z(  
TBAF_$  
J>@T'#  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: M>eMDCB\  
<_o).hE{  
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