| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 4 x|yzUx
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。 y) .dw(
% H/V
iC
建立系统 "Sb<"$ :
-F7P$/9
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。 H6/n
%r
=9,IJ
[attachment=75322] Ie"eqO!
(pv6V2i
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。 BS*Y3 $
%^KNY ;E
[attachment=75323] nI_UL
4"^v]&I
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。 Ht4A
u; G-46
[attachment=75324] T;C0t9Yew
eXA@J[- M:
[attachment=75325] WzhY4"p
*G&3NSM-
[attachment=75326] ssY5g !%
j"5 $m@lgn
[attachment=75327] Gr&YzbSX
IRG -H!FV
分析 )dh_eqnX
&"6%D|Z0
这个系统的点扩散函数： FKWL{"y
• Log (Normal PSF) }'u0Q6Obj
• λ = 0.55 mm 1| XC $0
• 0.32 waves 3rd order spherical XMlcY; W
• EPD = 10 mm #Y<QEGb(
• f/# = 9.68 p >h&SD?b
点扩散函数如下图： 4Ai#$SHLm
;&9wG`
[attachment=75328] W&=F<n`
HD HC9E6
3)*Twqt
系统的点扩散函数是：
s;W1YN
• Log (Normal PSF) 6Eu"T9 (
• λ = 0.55 mm UF PSQ
• 1 wave 3rd order spherical -izZ D
• EPD = 13.31 mm *pSD[E>SU
• f/# = 7.27 .azA1@V|
点扩散函数如下图： I><sK-3
\1nj =ca?
[attachment=75329] >Pwu>
M32Z3<
演算 k)TNmpL%"
>5M Hn@
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：
2p ;N|V
iM_Zn!|@\
[attachment=75330] - F&*>?I
u.ub:
在这个等式中变量定义如下： Yq0j w&v
• 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） ' }T6dS
• 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） }ZB :nnG
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx G F17oMi
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; Al^h^ 9tJ
• 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, ...) ;@s'JSPt
• 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） ICm/9Onh&
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） ! g7bkA
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 J_N`D+m
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 :d} @Z}2sD
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) #G\;)p T
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） `kM:5f+>W
• F == focal length（焦距） q-D|96>8
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） 8omk4 ;
^nN@@ \-5
比较 Q}|QgN
!~QmY,R
在下图中： ] : n! \G
透镜EPD=10mm ]#P>wW
截止频率=184lp/mm o06vC
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。 +^<-;/FZue
v Jfj1 f
[attachment=75331] 57rH`UF XH
在下面的图表中： tish%Qnpd
透镜EPD=13.31 mm o}6d[ G >
截止频率=250 lp/mm /2fQM_ ,P
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 W8Aii'Q8C/
Kn4x _9
[attachment=75332] u
4$ $0 `
*c' hmA s
杂散光对评价函数的影响 :GN7JxD#
>?) Df(n(9
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 <j&LC
/]o
Y4,LXuQ
[attachment=75333] :uQ~?amM
? yek\X
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： &pEr;:E
xSL%1>MrN
[attachment=75334]
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