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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 Z7k1fv:S^ cZ7F1H~ 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。
4 I]/ ]#WX|0''^ 建立系统 FSXKH {Z s$3eJ| 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 `G:qtHn"Q< Fg}5V,
;d'O. i= {f6A[ZO; J 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 gIf+.^/m1 n"`SL<K1 S+bWD7 p-i]l.mT5 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 J6?_?XzToT d}6AHS[
ZLFdnC@ C[/Uy
mc[_>[m E6KBpQcd[
?X5glDZ$ D9pxe qf+=
]jT[dX|? \T#(rt\j 分析 c )P%O +~v3D^L15 这个系统的点扩散函数:
.ubbNp_LU • Log (Normal PSF) 5eZg+ O • λ = 0.55 mm MCO$>QL • 0.32 waves 3rd order spherical +cplM5X • EPD = 10 mm }od7YL • f/# = 9.68 5|B(K @< 点扩散函数如下图: ?@uK s4 H1c|b!C
2K7:gd8Ru =S7C(;=4 J&0wl]w|O% 系统的点扩散函数是: k=q%FlE • Log (Normal PSF) K=^_Ndz • λ = 0.55 mm RSVN(-wIi) • 1 wave 3rd order spherical {/VL\AW5$ • EPD = 13.31 mm yl]Cm?8 • f/# = 7.27 Fq\`1Ee{ 点扩散函数如下图: DB?PS^-2 yl;$#aZB
K d|l\k! "u$]q1S 演算 )<&CnK
8 $*cfOC 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 6"c!tJc7j vkauX:M
9g,L1 W*
{m*J95[
在这个等式中变量定义如下: KcyM2hE7 • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) LRlk9:QD> • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) d4=u`2w • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 0$dNrq • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); P`Wf'C^h • 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, ...) ~$&r(9P • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) Ta5iY
} • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) vh{1u • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
Tee3U%Y • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 n7YWc5:CaL • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) IHX#BY> • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) G5@fqh6ws • F == focal length(焦距) N#-\JlJ) • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) )ZT0zIG }[R@HmN 比较 o2UJ*4 -VT?/=Y
s 在下图中: ,OFr]74\ 透镜EPD=10mm Am^O{`r41 截止频率=184lp/mm H;8]GE2n 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 JM4`k8mM z_0 lMX`
V<I${i$]0 在下面的图表中: &7nfTc 透镜EPD=13.31 mm F[giq1# 截止频率=250 lp/mm %cif0Td 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 I }I/dh r*xw\
i(;u6Rk ^i k|l= 杂散光对评价函数的影响 5'[X&r%# J]YN2{(x 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 b4OR`dd*J .
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j`pR;XL1[ Nm.>C4 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: H/I`c>Zn +>%+r
fmN)~-DV9` 90v18k W {/z-& QQ:2987619807 c&W.slE6
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