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描述 l 4I@6@ 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。 ==F[5]? (f,D$mX 建立系统 k-@CcrepF Uvgv<OR`_ 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 6kK\nZ$o$ Z$ {I4a K, ae-#wgb 4&~ft 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。 }#Z Q\[ gk >-h,>" 8zP{Cmm >wS52ng 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。 J*Dj`@`4`g , |CT|2D> M;V
(Tf HaXlc8 ;aExEgTq |kyxa2F{ ?vuM'UH- <i``#"/ TMj(y{2
#"&h'V 分析 uvz}qH@j/Q W2G`K+p 这个系统的点扩散函数: TK<~(Dk • Log (Normal PSF) 7^P!@o$v! • λ = 0.55 mm zA=gDuy3@ • 0.32 waves 3rd order spherical }A3(g$8KR • EPD = 10 mm =|O`al • f/# = 9.68 n|dLK.Q 点扩散函数如下图: M)C.bo{p q$`{$RX Xm`jD'G UKMr,{iy qMD 6LWJ 系统的点扩散函数是: xwhH_[ • Log (Normal PSF) pV]m6!y& • λ = 0.55 mm PXof-W • 1 wave 3rd order spherical rs2G{a • EPD = 13.31 mm Nlemb:'eP3 • f/# = 7.27 %B5.zs]Of 点扩散函数如下图: ;|Idg"2 [0U!Y/?6lA a@$ U?=\e xq+$Q:f 演算 Y0fX\6=h AD^9?Z
为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: Z(Fsk4, /_}xTP"9 4vKp341B 6*9hAnH 在这个等式中变量定义如下: t"k6wv;Tq • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) %m$TV@ • 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) =Bo (*% • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx A ^@:Ps • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); (dn(:<_$ • 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, ...) K-(k6<h • 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) xzTTK+D@ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) o ?@,f/"5 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 V1 T?T9m • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 k0~mK7k • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ZnSDq_Uk • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 3on]#/"1b • F == focal length(焦距) 6KC.l}Y* • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Njsz= ykcW>h 比较 rlTCVmE8[ ~`)`Ip 在下图中: -jy-KC 透镜EPD=10mm }mQ7N&cC 截止频率=184lp/mm Qfx(+=| 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。 qXPjxTg{[ >ly`1t1 +ptVAg+ 在下面的图表中: #s'9Ydd 透镜EPD=13.31 mm vHSX3\( 截止频率=250 lp/mm 7 wS)'zR; 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 TD:NL4dm AB<|iJC 'lNy&
`_Iy8rv:P 杂散光对评价函数的影响 9[K".VeT] S^0Po%d 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 by; %k/ _V\rs{
5 $/^DY& 7pH`"$ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: )jkX&7x 1Q1NircJ
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