| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 `BMg\2Ud*
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。 Ne@Iv)g?
bL!NT}y`
建立系统 kxhvy,t
Dq*>+1eW2
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。 /%$'N$@f
`9s5 *;Z
[attachment=75322] 4Me*QYD
j3P)cz-0/L
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。 9,82Uta
JV/K ouL
[attachment=75323] ]Tf.KUm
MT$OjH'Q`
光源是一个44*44格的相干光，类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波，波长为0.55 μm，功率为一个单位。 f 7y1V(t
EHcqj;@m
[attachment=75324] p<`q^ D
~ra2Xyl
[attachment=75325] @&S4j]rq
T5-50nU,~
[attachment=75326] wP6~HiC
[}9R9G>"
[attachment=75327] PsEm(.z
b@Ik
c<
分析 ^lB1- ;ng
7cr+a4 T33
这个系统的点扩散函数： l K9us
• Log (Normal PSF) `{N0+n
• λ = 0.55 mm {LbcG^k
• 0.32 waves 3rd order spherical E6NkuBQ((
• EPD = 10 mm ]3NH[&+
• f/# = 9.68 l\ts!p4f$
点扩散函数如下图： ^uM y|d
TRcY!
[attachment=75328] @mNf(&
8PDt 7
\
<3LyNG.
系统的点扩散函数是： tcwE.>5O
• Log (Normal PSF) fR~_5 pt7
• λ = 0.55 mm H-n k\ K<|
• 1 wave 3rd order spherical )T(xQ2&r4
• EPD = 13.31 mm S M@l4GH
• f/# = 7.27 82YTd(yB
点扩散函数如下图： 8 %Lq~ l k
*["9;_K D
[attachment=75329] .2C}8GGC'
u<]-%ha$
演算 ,`^B!U3m
Qa5<g 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： yj `b-^$?
DFwkd/3"
[attachment=75330] sI@m" A
zob^z@2
在这个等式中变量定义如下： /wljb b/s
• 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） $`i$/FE
• 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） (VO)
Q
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx a^~T-;_V
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; X<x"\ Yk
• 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, ...) @rRBo :0%
• 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） #y&3`N z3
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） ,LSF@1|Fx
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 I
.p 26
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 z~L4BY @z
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) m[LIM}Gu
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） ua0`&,a3I
• F == focal length（焦距） W% YJ.%I
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） 0<>I\UN0b
W LP A51R
比较 HN7 (-ml=B
Ih ;6(5z
在下图中： ^ W eE%"
透镜EPD=10mm ? #-"YO7
截止频率=184lp/mm ecA:y! N
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。 +6B(LPxgP
Cl7IP<.
[attachment=75331] 0F8y 8s
在下面的图表中： 8v8?D8\=|
透镜EPD=13.31 mm :2^%^3 +V
截止频率=250 lp/mm <T)9mJYr
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 Rg HPYf{
[uT& sZxmg
[attachment=75332] yH;=Y1([
R56:}<Y,
杂散光对评价函数的影响 Ett%Y*D+J
D?44:'x+-
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 vDV` !JU
zy(sekX ;
[attachment=75333] ^o,P>u!9
r,(rWptf4
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： ?SK1*; i
I5mnV<QA^
[attachment=75334]
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