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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 VS@o_fUx) x:b0G 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。 OsPx-|f
S~ ;({&C34a 建立系统 )VQ:L:1t( ;H/*%2 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。 B5*{85p(u `YAqR?Xj_<
n?_!gqK (h7 rW3 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。 %YG ~ql _%w-y(Sqn KL,=Z&.<= `DIIJ<;g 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。 [5,aBf)X ]24aK_Uu
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6 /gh_'& SY>i@s+ML 分析 .pNWpWL. a_4Ny 这个系统的点扩散函数: ))|Wm} • Log (Normal PSF) K#H}=Y A • λ = 0.55 mm 9KRHo%m • 0.32 waves 3rd order spherical vg"y$% • EPD = 10 mm 7tMV*{+Z • f/# = 9.68 F& .iY0Pt 点扩散函数如下图: 8PB(<|}u )9MmL-7K
/R^Moj< =`[08
H_m(7@= 系统的点扩散函数是: K)~ m{ • Log (Normal PSF) u@5vK2 • λ = 0.55 mm 35B G&;C • 1 wave 3rd order spherical $'*@g1vY • EPD = 13.31 mm I1yZ7QY • f/# = 7.27 CdgZq\ 点扩散函数如下图: jnsV'@v8Nj ."Wdpf`~
u"XqWLTV =k6zUw;5 U 演算 (m80isl NH$%g\GPs 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: IJ2 ]2FI k v1q\
|ybW *CZvi0& 在这个等式中变量定义如下: W#87T_7T[ • 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) dOh'9kk3 • 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) #7I,.DUy[ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 7;RhA5M • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); /=I&-gxC • 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, ...) ,}2yxo;i • 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) ^IGutZov • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) t=syo-> • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Fj}|uiOQUS • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 WV}<6r$e • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) i <0H W • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) J/S 47J~ • F == focal length(焦距) xO)vn\uJ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) c9imfA+e 2-5AKm@K 比较 yPrp:%PS uH[d%y/ 在下图中: 7|LJwXQ- 透镜EPD=10mm h1@|UxaE# 截止频率=184lp/mm 9 X}F{!p~1 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 qYv/"
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CAyV#7[0 在下面的图表中: B5h-JON]- 透镜EPD=13.31 mm v9R#=m/= 截止频率=250 lp/mm D|m6gP;P 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm <ABN/nH E6a$c`H@?
}YJ(|z"" !]1X0wo\ 杂散光对评价函数的影响 M,@\*qlEJ H?98^y7 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 AujvKQ( %"^$$$6%
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okt 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: )R$+dPu> -BUxQ8/,
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