| xunjigd |
2017-02-17 15:25 |
FRED运用：MTF计算
描述 8i=c|k,GL.
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。 | KHaL?
69{BJ] q
建立系统 4iD-jM_D
q`l% NE
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。 Mbua!m(0
;p !|E3o.
[attachment=75322] +M"Fv9
em+dQ15
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。 <GbF4\ue
H <|ilL'fX
[attachment=75323] GxL;@%B
v\3:R,|'
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。 jo8hVWJ7V*
6fozc2h@x%
[attachment=75324] UbD1h_ b
X2?
^t]-N
[attachment=75325] kPm{ tc
Kyz!YB
[attachment=75326] s[
z e8:
i|]Kw9
[attachment=75327] =q 1=.VTn
] rP^
分析 eD4qh4|u.
-K 7jigac
这个系统的点扩散函数： )"W(0M] >
• Log (Normal PSF) Ho}"8YEXNV
• λ = 0.55 mm ''{REFjK7
• 0.32 waves 3rd order spherical -VqZw&"
• EPD = 10 mm Z`UwXp_s
• f/# = 9.68 -|ho
8alF
点扩散函数如下图： :2'y=t #
wx a?.
[attachment=75328] r\OunGUP
=6XJr7Ay8u
*Kpk1
系统的点扩散函数是： x)Y?kVw21"
• Log (Normal PSF) S'Hb5C2u
• λ = 0.55 mm yqEX0|V%
• 1 wave 3rd order spherical q&/<~R C*
• EPD = 13.31 mm ,g.*Mx`-
• f/# = 7.27 8T7ex(w
点扩散函数如下图： 64 )Fz}
|[)k5nUQ|
[attachment=75329] WR&>AOWAD
FeW} tKH
演算 y$
L@!r/s
g[oa'.*OB
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： +3a} ~p W
b`%3>
[attachment=75330] m* Zq3j
R cZg/{[{
在这个等式中变量定义如下： aG"j9A~ &
• 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） ?IKSSe#,
• 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） WH>= *\
• Δx == pixel size in lens units（透镜的像素大小单位）= 2w/Nx ~4 ~c+^PF
• Nf == number of pixels in the transform grid（在转换网格中的像素数）; }V:B,:
• 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, ...) dRdI ('
• 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） <EhOIN7@*D
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128（如果Nx=127，FRED就将Nf 设置为128） -YDA,.Ic?
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;P S V3Zh
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 iS p +~
• Δf == pixel size in 1/lens units （1个透镜单元的像素大小）= 1/(Nf*Dx) I_ 1(jaY
• λ == wavelength in lens units（透镜单元的波长） (yx^zW7
• F == focal length（焦距） _ Sq*m=
• D == entrance pupil diameter（入瞳直径） l Op7rW]$
1 ^f7
比较 PBeBI:
S55h}5Y
在下图中： og`rsl
透镜EPD=10mm i\zVP.c])*
截止频率=184lp/mm TpA E 9S
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。 ]u]BxMs
syJLcK+e
[attachment=75331] Qe[ejj1o:
在下面的图表中： "{;E+-/
aL
透镜EPD=13.31 mm t@&U2JaL>W
截止频率=250 lp/mm R@X65o
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 Wbq0K6X
-JEiwi ,
[attachment=75332] :17Pc \:DS
g< E[IR
杂散光对评价函数的影响 =bBV
A0y
Dru iiA
增加第一表面的BTDF函数，TIS=0.27，表面粗糙度为：90埃 rD\)n dPv
g"Tb\
[attachment=75333] +]3kcm7 B
V0l"tr@
则可以看到表面粗糙对MTF的影响： 0.aIcc
n5D S
[attachment=75334]
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