| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 9j ]sD/L5q
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。 .roqEasu8
/yz=Cj oz
建立系统 s5.AW8X=?*
t> GfM
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。 )D'^3) FF
P &d"V <
[attachment=75322] [XRCLi}
Om'+]BBN
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。 \$aF&r<R
zl-2$}<a
[attachment=75323] EV #MQM
V}d 9f 2
光源是一个44*44格的相干光，类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波，波长为0.55 μm，功率为一个单位。 v%k9M{
Nw& !}#m
[attachment=75324] `nKH"TaX
\T]EZ'+O
[attachment=75325] 9YsR~SM
ONNpiK-
[attachment=75326] B/5=]R
mNf 8kwr
[attachment=75327] Wk:hFHs3
>e2<!#er|
分析 +$xeoxU>;
2 o a#0`{
这个系统的点扩散函数： O20M[_S
• Log (Normal PSF) 6{[p ou&
• λ = 0.55 mm "G-1>:
• 0.32 waves 3rd order spherical 'Y$R~e^Y?
• EPD = 10 mm 4`Q3v4fOF
• f/# = 9.68 YY?a>j."a
点扩散函数如下图： N=:5eAza
OA:%lC!
[attachment=75328] Lb{e ,JH
EF pIp4_Y
-~ eJn'W
系统的点扩散函数是： ELh8ltLY
• Log (Normal PSF) 2<& Bw2
• λ = 0.55 mm < B_Vc:Q
• 1 wave 3rd order spherical UA[,2MBp
• EPD = 13.31 mm ZpUCfS)|&
• f/# = 7.27 7 r|(} S
点扩散函数如下图： bX.ja;;
MYBx&]!\
[attachment=75329] DC1'Kyk
8 #ndFpu
演算 Te2zK7:
aNyvNEV3C
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： \%sVHt`c
X7,PEA
[attachment=75330] V\V)<BARe
Z/^ u
在这个等式中变量定义如下： "c TncL
• 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） MNH 1D! }
• 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） jBaB@LO9G
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx LqdY Qd51
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; Bl9jkq
]
• 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, ...) p3/*fH98
• 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） ~&\ f|%
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） kNu'AT#3|
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 *9)SmS s
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 )2,eFNB#n
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) OB ~X/
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） 4tSv{B/}
• F == focal length（焦距） mDh1>>K'~
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） H:p Z-v*
B\ g]({E
比较 47r_y\U h
uxg9yp@|
在下图中： M MzGd:0b
透镜EPD=10mm FgL,k
截止频率=184lp/mm 65ly2gl
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。 ~Oe Pp a\
3]-_q"Co4f
[attachment=75331] A]L%dFK
在下面的图表中： jL)WPq!m+
透镜EPD=13.31 mm +i\&6HGK;-
截止频率=250 lp/mm +.y
.Mp
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 a?yMHb{F
/~4 "No@
[attachment=75332] 8G>>i)Sbg
p0.|<
杂散光对评价函数的影响 zi~5l#I
KRJLxNr
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 )} DUMq7
Oi"a:bCU
[attachment=75333] 5>J = YLq
t6c<kIQ:-O
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： ]]}tdn _
t>B^q3\q?
[attachment=75334]
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