| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 dgP3@`YS
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。 >.D4co>
_','9|
建立系统 A?0Nm{O;3v
og>uj>H &
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。 2+WaA ,
2t1ZIyv3 D
[attachment=75322] -7|H}!DFT
iJ|uvPCE
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。 fTX;.M/%
5E
< kwi
[attachment=75323] o,wUc"CE
T6kdS]4-
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。 lr $zHI7_`
/<BI46B\
[attachment=75324] >C~6\L`c
8JUwf
[attachment=75325] (Awm9|. {+
I *^Ta{j[
[attachment=75326] {Hk}Kow
W(/h Vt
[attachment=75327] lUMdrt0@z
&Hnz8Or !
分析 cl/_ JQ&
8a"% 0d#
这个系统的点扩散函数： S`]k>'
l
• Log (Normal PSF) '4<1 1(U
• λ = 0.55 mm ?Ss!e$jf
• 0.32 waves 3rd order spherical \lNN Msd&
• EPD = 10 mm HkVB80hv
• f/# = 9.68 !Xw5<J3L-
点扩散函数如下图： 0Y5_PTWb+Y
@=f\<"$vt
[attachment=75328] j*m% *_kO
;xn0;V'=
p{dj~ &v
系统的点扩散函数是： GsM<2@?
• Log (Normal PSF) caX<
n>
• λ = 0.55 mm 1yY0dOoLG)
• 1 wave 3rd order spherical @9|hMo
• EPD = 13.31 mm 5Jnlz@P9
• f/# = 7.27 6D_D' ;o
点扩散函数如下图： @`Su0W+.
+8ZF"{y
[attachment=75329] w@fi{H (R
Fv`,3aNB
演算 `~q < N
13/]DF,S"^
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率，分析面的最小半宽需满足以下要求： [)X\|pO &
~WV"SaA)*U
[attachment=75330] seeB S/%
^T-V ^^#(
在这个等式中变量定义如下： n '6jou
• Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的像素数用于照度分布函数） Yc*; /T}
• w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的半宽度用于照度分析函数） 2^yU ~`#
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx 3"\l u?-E
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; 8DaL,bi*.
• the transform grid must have 2n x 2n pixels（转换网格一定要有2n x 2n个像素） (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Od)C&N=y
• FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx（FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格，Nf应大于等于Nx） \xoP)Ub>
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） A&jlizN7
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 R Vi uJ;
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 @7n"yp*"
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) II x#2r
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） sCHJ&>m5-
• F == focal length（焦距） y:l\$ pGC%
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） ,$&&-p I]
- A!%*9Z
比较 u\JNr}bL
4H ]L~^CD
在下图中： W
`}Rf\g
透镜EPD=10mm G,w(d@
截止频率=184lp/mm Ooy7*W';
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。 VyGJ=[ ]
)53y
AyP
[attachment=75331] >[*qf9$
在下面的图表中： 4+ Z]3oIRE
透镜EPD=13.31 mm @f_+=}|dc
截止频率=250 lp/mm !g2+w$YVa
图像平面网格=128*128像素，在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm P7~ >mm+
#>+ HlT
[attachment=75332] cYt!n5w~W
1&Z j
杂散光对评价函数的影响 ?FcAXA/J{
S{m% H{A!
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 E< fV Z,
um0N)&iY
[attachment=75333] 4{` { WI{
5XB H$&Td
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： n.0fVV-A
XpJ7o=?W3
[attachment=75334]
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