| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 G+< id1
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。 bmJdZD7-<k
8+ H 0
建立系统 V=8npz
jwSPLq%
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。 7MsJ*E n
tToP7q^
[attachment=75322] I=
a ?z<
< r
m)c.
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。 c/V0AKkS
8
4vV\vXT *
[attachment=75323] wj 5,_d)
dVZ~n4
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。 G++<r7;x
a)I>Ns)
[attachment=75324] bt Bu[;
4BeHj~ ~
[attachment=75325] ) .-#
=sF4H_B
[attachment=75326] >=;hnLu
Q\N >W+d
[attachment=75327] g |H
,a IkiT
分析 !M(SEIc4A
[Y
j: H
这个系统的点扩散函数： ')/w +|F
• Log (Normal PSF) 2*a9mi
• λ = 0.55 mm mP's4
• 0.32 waves 3rd order spherical \fp'=&tp~a
• EPD = 10 mm 2/\I/QkTs
• f/# = 9.68 sE
^YOT<
点扩散函数如下图： 0.2stBw
xzOn[.Fi
[attachment=75328] ]c
bXI
"c.-` 1,t
db&!t!#,
系统的点扩散函数是： RxNLn/?d@
• Log (Normal PSF) r$Ni>[as
• λ = 0.55 mm & eqqgLz
• 1 wave 3rd order spherical \U##b~Z,g
• EPD = 13.31 mm 1.TIUH1
• f/# = 7.27 yr?X.Np
点扩散函数如下图： L-9;" ]d~|
cI/ }r Z+
[attachment=75329] Spin]V
IZ87Px>zL
演算 reM~q-M~o@
!;P[Y"h@r
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率，分析面的最小半宽需满足以下要求： | g1Cs
%@|)&][hO
[attachment=75330] >[:qJ|i%
ei"c|/pO
在这个等式中变量定义如下： 9c[bhGD?
• Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的像素数用于照度分布函数） sH'0utD#Y
• w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的半宽度用于照度分析函数） \D WKG~r-%
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx MZxU)QW1
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; ]7oo`KcQ|
• the transform grid must have 2n x 2n pixels（转换网格一定要有2n x 2n个像素） (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) %9J:TH9E)
• FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx（FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格，Nf应大于等于Nx） }EP}D?Mmu
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） DtJ3`Jd
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 VJl0UM3{J
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 f( 5; Rf(
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) k8@bQ"#b
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） jbU g?4k!
• F == focal length（焦距） Zg0nsNA
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） .J8 gW
9U4[o< G]=
比较 D,|TQ Q
Q7{{r&|t&
在下图中： wXZ9 @(^
透镜EPD=10mm wy{ sS}
截止频率=184lp/mm Ts3!m jn
图像平面网格=128*128像素，在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 O*!f%}
/>pAZa
[attachment=75331] <:T/hm$
在下面的图表中： IXlk1tHN4I
透镜EPD=13.31 mm Bj9FS KiH
截止频率=250 lp/mm 5rc3jIXc{|
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 (I(U23 A~
MPn/"Fij$
[attachment=75332] EyA(W;r.
)?$@cvf
杂散光对评价函数的影响 cIa`pU,6A
Iza;~8dH5
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 s& Al4>}.f
p$= 3$I
[attachment=75333] eibkG
' .8eLN
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： %s9*?6
ShvC4Xb 0
[attachment=75334]
|
|