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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 #Mk: 4  
. 43cI(  
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。 g9VY{[ V  
w"dKOdY  
建立系统 6z6\xkr  
T7.SjR6X>  
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。 N5sVRL"7  
C:5d/9k  
R"P-+T=7M  
"uIaKb  
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。 N AY3.e  
wW)(mY?   
we^' R}d  
_&S#;ni\c  
zN]%p>,)HB  
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。   "H`Be  
-6NoEmb)\'  
! {G0'   
Rb:<?&7ZzN  
id5`YA$  
+D]raU  
y<Xu65  
C]5 kQ1Og  
1Pw1TO"Z  
       [*zg? ur  
分析 !R\FCAW[x  
这个系统的点扩散函数: '&#gs P9  
•    Log (Normal PSF) r=Lgh#9S  
•    λ = 0.55 mm N\|z{vn  
•    0.32 waves 3rd order spherical H2Wlgt  
•    EPD = 10 mm fpo{`;&F  
•    f/# = 9.68 n^ fUKi*;  
点扩散函数如下图:     0]c&K  
x@rQ7K>  
q: FhuOP  
~BJE~  
系统的点扩散函数是: Z*mbhod  
•     Log (Normal PSF) R`a~8QVh&5  
•     λ = 0.55 mm I]e+5 E0  
•     1 wave 3rd order spherical o68i0aFW  
•     EPD = 13.31 mm N2A6C$s  
•     f/# = 7.27 si6CWsb_f  
点扩散函数如下图: b1 w@toc  
=ejU(1 g  
YFB>GQ;  
       Y&O2;q/B  
演算 4{zy)GE|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:       #d\&6'O  
naf ~#==vc  
\uPzj_kU6  
  
1a{3k#}  
在这个等式中变量定义如下: Fk3(( n=  
•     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) A<)n H=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) 8ex;g^e  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx PZ8,E{V  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); EA6l11{Gk1  
•    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, ...) ;NRh0)%|o  
•   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) 3jxC}xz)  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) C-c'"FHq  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 \/3(>g?4  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ~KS@Ulrox  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 8Zsaq1S  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) }BlyEcw'aN  
•     F == focal length(焦距) K}@rte  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) !9/`PcNIpy  
比较 xo'!$a}I2  
在下图中: lY tt|J  
透镜EPD=10mm BkXv4|UE  
截止频率=184lp/mm /&#y-D_  
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。     Zc~7R`v7}  
WC~;t4  
LsERcjwwK  
d[3me{Rs  
在下面的图表中: Pqya%j  
透镜EPD=13.31 mm lUEbxN  
截止频率=250 lp/mm X|hYZR  
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 :Pdh##k  
K.}jOm  
J2VPOn  
?Xypn#OPt  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 V[/9?5pM  
NzQvciJ@"  
9S]pC?N]E  
qK%N{ro[{?  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Ln,<|,fZN  
# atq7t X  
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