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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 _E6}XNS p08kZ 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。 ~pevU`}Uqc VkpHzr[k 建立系统 23-t$y] `\jTpDV_W 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 'qV3O+@MF S9p?*
VD24X NQC3!=pQ}Y 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 n}A?jOSAe o-~~,n\ Taf
n:Nw} nG"n-$A?< 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。 q[G/} )4ilCS&
2L2 VVO W7L+8LU;
vUYJf99B &xiOTkqB
JoCA{Fa} .G}k/`a
$_C+4[R? UP;Q= t 分析 wmo{YS3t| +2DE/wE]e+ 这个系统的点扩散函数: [q-;/ed • Log (Normal PSF) 94|yvh.B • λ = 0.55 mm ]U,CKJF%/ • 0.32 waves 3rd order spherical 9g
Bjxqm • EPD = 10 mm S
Pn8\2Cj • f/# = 9.68 P8wy*JvT 点扩散函数如下图: ^/>Wr'w +z-[s6q2m
~BZXt7DE U:]MgZWn \=!H 2M 系统的点扩散函数是: (kIz • Log (Normal PSF) s`hav • λ = 0.55 mm S_!hsY • 1 wave 3rd order spherical ~G>jw"r • EPD = 13.31 mm Xb}!0k/{ • f/# = 7.27 {-@~Q.&}v 点扩散函数如下图:
?7#7: l'U1
01M>F
5W+{U8\ ^m*3&x8 演算 _(C^[ :s ITyzs4"VV 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: XHxz @_rw iTh
xVD
|q;Al
z{ {odA[H 在这个等式中变量定义如下: S%kS#U${| • 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) +W9]ED • 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) :pwa{P • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx P5xI • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0p-#f|ET • 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, ...) pOMgEEhfS • 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) %[wTz$S" • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) q7,^E`5EgU • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 p*|ah%F6N • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ga-{!$b* • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) :zlpfm2 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) &5u BNpH • F == focal length(焦距) W;q+, Io • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ibJl;sJ ASW4,% cl 比较 o(qEkR:4kd zmI5"K"'F 在下图中: "tL2F*F"6X 透镜EPD=10mm KAed!z9 截止频率=184lp/mm FI{AZb_' 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。 66Gx.tE ^agj4$
Cxm6TO`-; 在下面的图表中: )lh8
k{ 透镜EPD=13.31 mm ~:[!Uyp0b 截止频率=250 lp/mm G>%AZr{M 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 mc
ZGg;3 /b#q*x-b
VD$Eb Vl<9=f7[ 杂散光对评价函数的影响 RN[]Jt#6 \jyjQ,v) 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 QU/fT_ORw )TU<:V
2n|CD|V$ux =&7@<vBpy 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: \"x>JW4w x=]S.XI
A59gIp*> !>n|c$=;qk \}JrFc%O QQ:2987619807 ]JjK#eh
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