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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 `.8#q^ Gaxa~?ek 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。 [J6b5 O)i]K`jk 建立系统 | *J-9 J4;Fk 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。 jQ[M4)>_k` ^&-H"jF
^S'tMT_ WCPl}7> 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。 A}cGag+sp N2_9V~! 999E0A$dkv 5{uK;Vxse 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。 U&<Nhh QC\][I>
,J0BG0jB^u F&I ;E i
I N'a5&.. :x<'>)6
;uazQyo6 Cw_XLMY%V1
CN"hx-f vHz]-Q-|9 分析 @^';[P! #=hI}%n 这个系统的点扩散函数: <_tkd3t#W • Log (Normal PSF) g,
%xGQ4+ • λ = 0.55 mm *Tt*\ O • 0.32 waves 3rd order spherical i@C$O.m( • EPD = 10 mm URFp3 qE • f/# = 9.68 $"/xi ` 点扩散函数如下图: "7k
82dw 4,|A\dXE
u{o!#_o64 JM@}+pX AGN5=K*D 系统的点扩散函数是: 1*"t-+| • Log (Normal PSF) ?T(>!m • λ = 0.55 mm T&] J3TFJ • 1 wave 3rd order spherical -K_p?
l • EPD = 13.31 mm z|V5/" • f/# = 7.27 %dMP}k/ 点扩散函数如下图: uWYI p\NN @L-3&~=
@ KhDQ0v]5 Eo$7W5hJ 演算 L.uX x)SW1U3TVx 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: 9aR-kcvJIJ Qv%"iSe~J
]S6`",+)<f AAr[xoiYp 在这个等式中变量定义如下: DJ)z~W2I* • 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) -o8H_MR • 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) `!.)"BI/s • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx GN4'LU • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); d_j%
,1-# • 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, ...) X4:\Shb97 • 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) f;C*J1y • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 4E`y*Hmzy+ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 }hralef #N • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 (RR:{4I • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ^
2"r't • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) G`B e~NU • F == focal length(焦距) p9;Oe,Il • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) eC^UL5>% hE41$9?TJ 比较 NW'rqgG GHaOFLY 在下图中: 9+G.86Iky 透镜EPD=10mm ieN}Ajl2 截止频率=184lp/mm OS k+l 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。 O\h*?, ) 9Ij=~p]p
@_Ko<fKSX 在下面的图表中:
`.dX@< 透镜EPD=13.31 mm }Km+5'G'U 截止频率=250 lp/mm YRXXutm 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 hjVct
r jP?YV
Zl69d4vG I%]~]a 杂散光对评价函数的影响 \Kp!G1?_AY B?
$9M9 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 &_-,Nxsf UQ;ymTqdc
/;7\HZ$@/ 3;@/`Z_\lt 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: UEZnd8 cFcn61x-
&b[.bf f}JiYZ AJ_''%$I3: QQ:2987619807 I}djDtJ
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