| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 22E I`}"J
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。 ]OC?g2&6
C]k rJse@
建立系统 8?hj}}H
uA\KbA.c;U
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。 h- %RSei5
tG 0
&0`
[attachment=75322] $KsB'BZy
CmtDfE
光线聚焦的几何面是一个简单的表面，它的位置规范与透镜的第二个面是一致的，并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 R`%O=S*]
F^!_!V B
[attachment=75323] |#22pq?RP
Ro#O{
光源是一个44*44格的相干光，类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波，波长为0.55 μm，功率为一个单位。 m3` J9f,c/
dF+:9iiA m
[attachment=75324] 7fW$jiw
w#>CYP`0k6
[attachment=75325] %eJE@$
w(q\75
[attachment=75326] n-C FB:L
F441K,I
[attachment=75327] U)_x(B3d/
YS>VQl
分析 9i!|w kx
@KU^B_{i
这个系统的点扩散函数： fczH^+mI
• Log (Normal PSF) a=*JyZ.2
• λ = 0.55 mm gV-A+;u
• 0.32 waves 3rd order spherical Ot s] y
• EPD = 10 mm W"5VqN6v
• f/# = 9.68 FivqyT7i
点扩散函数如下图： ?b?YiK&yz
Y-]Ne"+v f
[attachment=75328] H|<Zm:.%$
Bv^5L>JZ/
BBj>ML\X
系统的点扩散函数是： b D V/$@p
• Log (Normal PSF) ^dKtUH/78G
• λ = 0.55 mm dK7BjZTJo
• 1 wave 3rd order spherical ov| pXi<e
• EPD = 13.31 mm ;2547b[ ]
• f/# = 7.27 <p#+('N`
点扩散函数如下图： k}e~xbh-y
;<BMgO}N
[attachment=75329] ,UW!?}@
6FEIQ#`{
演算 >'&|{s[ m
G]gc*\ 4
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率，分析面的最小半宽需满足以下要求： O sgjSJrf
BB? 4>#D
[attachment=75330] < ! PbD
n fMU4(:
在这个等式中变量定义如下： a7TvX{<d
• Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的像素数用于照度分布函数） --F6n/>
• w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)（分析面的半宽度用于照度分析函数） Url8&.pw
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx d{(NeT s
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; t:tIzFNv
• the transform grid must have 2n x 2n pixels（转换网格一定要有2n x 2n个像素） (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) XM:\N$tg
• 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） v=E(U4v9e
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） oN= >U"<\1
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 G`,M?l mL
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 0! q@b
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) t+A9nvj)
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） Ev0=m;@_
• F == focal length（焦距） SF[}s uL
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） jL:GP}I=
I$oqFF|D
比较 $)VnHr `hy
HEe_K!_
在下图中： Eb9n6Fg
透镜EPD=10mm 1krSX 2L
截止频率=184lp/mm |_%q@EID
图像平面网格=128*128像素，在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Pk&sY'
+*x9$LSD
[attachment=75331] uevhW
在下面的图表中： jXYjs 8Iy
透镜EPD=13.31 mm { EyWSf"
截止频率=250 lp/mm x+,:k=JMT
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 E[ c6*I
E>bpq ^;r
[attachment=75332] xi15B5 _Ps
WUGFo$ xA
杂散光对评价函数的影响 aJ
J63aJ
MCl-er"]D
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 pLtK :Z
SL?YU(a
[attachment=75333] x,Tn YqT^
`a9iq>
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： C eew~n{
!xEGN@
[attachment=75334]
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