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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 $GJuS^@% #]5A|-O^ 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。 I ]HP )[np{eF.k 建立系统 yLgv<%8f LM2S%._cj; 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。 es!>u{8) ESyb34T` 1a]QNl_x DcRvZH 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。 k;(r:k^ 0?Bv
zfb ]WvV*FL9D3 >XJUj4B|X 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。 H~<w*[uT }Hy4^2B OVUJiBp 4o3TW# :um]a70 rr^?9M*{V 36MNaQt'e 6mmc{kw' Px?zih!6 l}_6_g>6 分析 bc]SY = ?)O!(=6%' 这个系统的点扩散函数: ApTE:Fm1 • Log (Normal PSF) &a!MT^anA~ • λ = 0.55 mm S1a6uE • 0.32 waves 3rd order spherical !rTkH4!_ • EPD = 10 mm ]{ir^[A6 • f/# = 9.68 td 5!
S] 点扩散函数如下图: ,FL*Z9wA y`\rb<AZ*t W|(U}PrC 0b}.!k9 a: 2ezxP 系统的点扩散函数是: 4 u=v • Log (Normal PSF) \49s;\I] • λ = 0.55 mm Slv91c&md, • 1 wave 3rd order spherical TjS&V • EPD = 13.31 mm ^@f.~4P*I • f/# = 7.27 a FL;E 点扩散函数如下图: 7O,!67+^~
wwE3N[ CU@}{}Yl RMHJI6?LB 演算 3z% W5[E) (qzBy \\p 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: Mc{-2 uyvjo)T QzxEkTc; 6w~Cyu4Ov 在这个等式中变量定义如下: 7Q9| P?&:z • 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) !8&EkXTw, • 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) U |Uc|6 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx hQeG#KQ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); \027>~u
{ • 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, ...) s8dP=_ ` • 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) v.hQ9#: • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) (4|R}jv • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 5A+@xhRf • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 =1y~Qlu • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) H5*#=It • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 'Y/kF1,* • F == focal length(焦距) I&`aGnr^^ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ]Y@_ 2` I%NeCd 比较 !E| m'_x* *5{1.7 在下图中: Tv6y+l 透镜EPD=10mm iCCe8nK 截止频率=184lp/mm ?Qx4Z3n 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。 0f@9y UA(4mbz+ R x( yn 在下面的图表中: gAVD-]` 透镜EPD=13.31 mm >TiEYMW 截止频率=250 lp/mm ;&'r yYrex 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 4LW~ KuW>^mF(I 3hxV`rb eoXbZ 杂散光对评价函数的影响 6nREuT'k HA7%8R*.2i 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 3rd8mh&l Ke=+D'= \
\Tz'>[\ f/s" 2r 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: C| 2|OTtQ e6bh,BwgQq W-gu*iZ6& HVhP |+ m
OE!`fd QQ:2987619807 sOiM/}O]
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