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描述 3BSeZ:j7 71)#'ey 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。 d3{Zhn@ @+{S-iD" 建立系统 &
9?vQq|% d&ZwVF! 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。 \JyWKET::_ 't|F}@HP
7H[+iS0 qq?>ulu*W 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。 tTmFJ5 XsR%_eT *U8#'Uan #dl8+ h)<42Y 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。 .i. |wY +}Q4 g]M8
=~arj 2;&13%@!
z%AIv% I{Kc{MXn
YT3QwN9 wG|3
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@qe>ph[UA e;pNB 分析 lGM3?AN 这个系统的点扩散函数: PIr Uls0} • Log (Normal PSF)
K8+b\k4E • λ = 0.55 mm KC]Jbm{y • 0.32 waves 3rd order spherical EjF}yuq[ • EPD = 10 mm *K98z ? • f/# = 9.68 KXM-GIRUG 点扩散函数如下图: FQ87[|
S /9yiMmr5W
~XxD[T5 6d.m@T6~ 系统的点扩散函数是: /Z% ?; • Log (Normal PSF) :E^B~ OuL • λ = 0.55 mm .ClCP?HG • 1 wave 3rd order spherical (Q4_3<G+ • EPD = 13.31 mm p/5!a~1'xN • f/# = 7.27 B>]5/!_4 点扩散函数如下图: 8qc%{8 3Mcz9exY
"p;DQ-V g:6yvEu$ - 演算 n=SZ8Rj7 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: Y5NbY02E S]o
Ly<;x^D }?~uAU- 在这个等式中变量定义如下: X
or ,}. w • 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 L=v[)en4 • 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) o"FX+17 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx c@^:tB • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); p%ZiTrA1&D • 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, ...) 'H'+6 • 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) {x4[Bx1 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) :^s7#4%6 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 bSR<d • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 b c4x"]! • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) }F`Tp8/&j • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) /SKr.S61e • F == focal length(焦距) PHK#b.B>a8 • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ?xo,)`` 比较 @r]s9~Lx9 在下图中: yki
k4MeB 透镜EPD=10mm 5muW*7 截止频率=184lp/mm nMa^Eq# 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。 h]MVFn{ YKg[k:F
5p|@ ) /C:'qhY, 在下面的图表中: 5Hm!5:ZB 透镜EPD=13.31 mm `eWcp^| 截止频率=250 lp/mm j~E +6f\ 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 ?iLd5 Z ]18ygqt
-h@0 1 H/3Zdj 9 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 N39nJqo>" ,4Fqvg
P\mm8s`f W^ :/0WR 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: oyt//SE ZQkw}3*n
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