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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 I=Xj;\b ^B7C8YP 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。 SB2Ij', 1 :d,8 建立系统 Z }Z]["q *%`jcF 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。 23WlUM rA#Ji~
"?TKz:9r F
{T\UX 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。 naB`@ t+Rt*yjO _a~-B@2g $>y 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。 Di8;Tq 2k3yf_N
JPfE`NZ ck4g=QpD{
0vm}[a4+i; X-=J7G`\h#
o@g/,V $ hz_F^gF
$*i"rlJC 5!)_"u3 分析 =)Q0=!%- [O"8Tzr 这个系统的点扩散函数: MW6KEiQ" • Log (Normal PSF) 5.e.
BT • λ = 0.55 mm @n:.D9 • 0.32 waves 3rd order spherical +4%:q~C • EPD = 10 mm M,b^W:('4 • f/# = 9.68 l]o)KM< 点扩散函数如下图: 'U'#_mYG F"M$ "rC]
k|c=O6GO &,B91H*# hPHrq{YZ 系统的点扩散函数是: `2Oh0{x0*O • Log (Normal PSF) K'zG[[P • λ = 0.55 mm Ho:X.Z9A^ • 1 wave 3rd order spherical {b6g!sE • EPD = 13.31 mm j,/t<@S> • f/# = 7.27 B=`"!?we 点扩散函数如下图: E@F:U*A6% JKsdPW<?
;c_pa0L W^^}-9 演算 GxIw4m9 TGJ\f 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: @.fyOyOC 1#3 Qa{i
S(f V ,;Z $q6'VLPo 在这个等式中变量定义如下: yNb
:zoT • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) U@$=0* • 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) PNbs7f • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx T?Dq2UW • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); !cWnQRIt_F • 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, ...) =abth6#) • 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) S-Y(Vn4 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) *I}_B\kY • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Qb|.;_ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 [}OL@num • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) }bs2Rxkh • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) [n_H9$ • F == focal length(焦距) -~HlME*~f • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ewn/@;E !I? J^0T 比较 ;')T}wuq \JLiA>@@ 在下图中: -e{H 8ro 透镜EPD=10mm d%istFL) 截止频率=184lp/mm >)N}V'9 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。 diLjUC`69 %-4e8d74/
pP'-}% 在下面的图表中: "iof -b=ys 透镜EPD=13.31 mm `f:5w^A 截止频率=250 lp/mm C3 %, pDh 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 rr[9sk`^H L?^C\g6u]
6wWA(![w" .~5cNu'#m 杂散光对评价函数的影响 e;=G|E Hc@Z7eQ3^ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 2#Au6BvX Pc]c8~
A&5$eGe9 qvOBvUR} 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: oh;F]*k6 tE{7S/?h
q\[31$i$ is}Fy>9i |k'I?:' QQ:2987619807 e<^tY0rR&
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