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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 #n2GW^x  
d[TcA2nF  
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。 FuEHO6nx  
e= 8ccj  
建立系统 /V7u0y  
w\$b(HC  
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。 ip1jY!   
JN|<R%hy  
27u$VHwb  
7-^df0  
光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ,wRrx&  
jVfC4M7 ,  
P-+^YN,  
qn+mlduU  
;GH(A=}/Y  
光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。   T,WWQm  
t{?_]2vl  
WY*}|R2R  
_r^&.'q  
egr@:5QwZ{  
uVp R^  
<a$cB+t  
jg%D G2  
N3x}YHFF  
       K.X% Q,XD  
分析 'JkK0a2D  
这个系统的点扩散函数: Nk=M  
•    Log (Normal PSF) }jIb ^|#CD  
•    λ = 0.55 mm ]'M4Unu#@  
•    0.32 waves 3rd order spherical J4S2vBe16  
•    EPD = 10 mm oiFtPki  
•    f/# = 9.68 Y~Jq!  
点扩散函数如下图:     Q{$2D&  
`P# h?tZ  
>fb*X'Zi%  
L G=Q  
系统的点扩散函数是: 4<LRa=XT$  
•     Log (Normal PSF) 8,['q~z  
•     λ = 0.55 mm SKcAZC  
•     1 wave 3rd order spherical *qpmI9m  
•     EPD = 13.31 mm WX?|iw I~  
•     f/# = 7.27 r*tGT_/6  
点扩散函数如下图: d6M d~$R  
[2&Fnmjk}X  
zA+ ^4/M  
       =x[`W9.D  
演算 ;dPLi4=o  
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:       7J 0!v q  
i 5_g z>  
xNm<` Y?  
  
B*?v`6  
在这个等式中变量定义如下: K-#Rm%J+Wy  
•     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) fE^rTUtn  
•     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) {8JJ$_  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx  ;xry  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); koAc-o  
•    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ,:;_j<g`e  
•   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)  =v8#@$  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 9D 0ujup  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 p\!+j@H:  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 cFuvi^n\  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) nQ/El&{  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) $/pd[H[{  
•     F == focal length(焦距) `aSz"4Wd  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) o3uv"# C  
比较 P/ug'  
在下图中: _A%z^&k(i  
透镜EPD=10mm Va !HcG1^:  
截止频率=184lp/mm IcaF 4#  
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。     o"5R^a@  
ogQbST  
M)-+j{<  
RL>[t  
在下面的图表中: n:;2Z  
透镜EPD=13.31 mm > Y[{m $-  
截止频率=250 lp/mm RAxA H  
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 Ip<STz]-  
\:O5,wf2  
o/9 V1"  
%n{E/06f  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 s%p(_pB  
Gn&)*qCO  
OyTBgS G?a  
"Tfbd^AU  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: K uFDkT!  
~ZL}j+L/  
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