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描述 z@Q@^
&0Mr 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。 $;M:TpX 65h @}9,U 建立系统 +Q=1AXe ]u l$* 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。 r;L>.wl*I h_1T,f(
gBh;=vOD /&F,V+x 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。 3p2P=
T yme^b
;a I1oje0$ HHX-1+L 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。 u]u[(K5F @' ;B_iQ r<F hY *_E|@y
"YdEE\ @/ZF` :
{u1V|q +aF}oA&X[
6 3`{.yZ*z o?1;<gs 分析 .s+aZwTMT 2C{H$
A,pW 这个系统的点扩散函数: .q&'&~!_ • Log (Normal PSF) 1+-_s • λ = 0.55 mm l]~n3IK" • 0.32 waves 3rd order spherical K=!Bh* • EPD = 10 mm ,rJXy_ • f/# = 9.68 ;nC.fBu 点扩散函数如下图: pV4Whq$ 3^s/bm$g
b'6-dU% 8-y{a.,u. 7jnIv];i 系统的点扩散函数是: yG Wnod' • Log (Normal PSF) vSi_t
K4 • λ = 0.55 mm 8NaqZ+5x • 1 wave 3rd order spherical Dfq(Iv • EPD = 13.31 mm >``MR%E:< • f/# = 7.27 Ut$;ND.- 点扩散函数如下图: nqwAQhzy( o9cM{ya/>
\(t@1]&jw %tG*C,l] 演算 Gmf B el:9 wq 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 8]&i-VFof +}f9
@as"JAN >A@Y$. 在这个等式中变量定义如下: JK.ZdY% • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) p~*UpU8u • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ,t\* ZTt$ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx \GHiLs,! • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); `,Ph/oM • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) a'!zG cT • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 35tu>^_#V • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) gY@N~'f;" • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 UI>Y0O • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 SM`w;?L:? • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Ok n(pJ0 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) pZtu&R%GU • F == focal length(焦距) LBF 1;zjK • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) rXA*NeA3v /4xki_} 比较 SRDXfkoI r#xg#u oj 在下图中: 5Hcf;P7 透镜EPD=10mm B" 3dQwQ 截止频率=184lp/mm ;vt8R=T 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 %;.;>Y(- 3E3HL7 }#X8@ 在下面的图表中: :O(^w}sle 透镜EPD=13.31 mm 6ND`l5
截止频率=250 lp/mm }d<}FJ-, 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm !"eIV@7 H@ t'~ZO /% kY0 LY JGuN:c$ 杂散光对评价函数的影响 ~i `>adJ: =2@B& 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Vb9',a?#n -YsLd 9^4
U^Xm)lL b!)<-|IK 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 9;veuX#( P3oI2\)*i
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