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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 '\xE56v)F SPt/$uYJ FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 Qx8(w"k* =+ >>l0=_v 建立系统 xSSEDfq v}d)uPl}; 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 ctjQBWE HTGLFY(&
e6J^J&`|4 NMf#0Nz- 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 U,;796h }f?[m&< nw%`CnzT 2{vAs 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 [wnp]'+! v~x4Y,m%
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qe9 )`R}@(r.
#ye`vD rVl 8?uy 分析 hd~#I<8;2 gBcs 这个系统的点扩散函数: qxu3y+po] • Log (Normal PSF) dM= &?g • λ = 0.55 mm JcmJq
fR • 0.32 waves 3rd order spherical X~D[CwA|` • EPD = 10 mm <<A#4!f • f/# = 9.68 !U m9ceK 点扩散函数如下图: !|H,g wqU LSJ.pBl\X
@*Ry`)T %'2.9dB W.jXO"pN 系统的点扩散函数是: Y_+#|]=$B • Log (Normal PSF) 111A e*U • λ = 0.55 mm H)7v$A,5% • 1 wave 3rd order spherical Zp~yemERr • EPD = 13.31 mm 2tpu v(H; • f/# = 7.27 L8Tm8) 点扩散函数如下图: 7_76X)gIV .7gh2K
%\T,=9tD\ :ZIa 演算 86Q3d%;-yo d9;&Y?fp 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: c:7F
2+p e7xBi!I)~
k)S1Z s~G 3J
&Ros 在这个等式中变量定义如下: 0r1GGEW`s • 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) __.MS6"N • 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) zHX\h[0f • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 0ck3II • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ~at@3j}W • 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, ...) gI;"P kN • 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) :#^qn|{e • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) @GQfBV|3 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ?8"*B^*Sh • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Jp]?tlT • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) '%[ Y • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) l X+~; 94 • F == focal length(焦距) 2RX]~} • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) (!5Ta7X %(/E
` 比较 ^WO3, =IsmPQKi 在下图中: 06f%{mAZS 透镜EPD=10mm ?`Yu~a{ 截止频率=184lp/mm Nbd4>M< 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。 )
bI.K[0^ D0FX"BY7
{k_\1t(/ 在下面的图表中: ?o;ip 透镜EPD=13.31 mm [:cD 截止频率=250 lp/mm fe/;U=te 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 KQNQ<OE4 -!1=S: S
)4=86>XJT Qq`S=:}~x 杂散光对评价函数的影响 :kR>wX =eU=\td^ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 u_^mN9h \+R %KA/F
.h=n [`RB N<rq}^qo 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ]i.N'O<p O>]i?
z!3=.D wBXa;. 1]Xx{j< QQ:2987619807 KSchgon0V
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