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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 tb&{[|O^ |,t#Au}61 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。 &^qD<eZ!Eq E[2c`XFd8 建立系统 bbiDY hV'JTU]H 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。 Gt\F),@ 3boINmX
|nz,srr~ %dO'kU /- 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。 gjvKrg k=w%oqpN IR(JBB|xNQ ?8b?{`@V 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。 id&; &`pd&U{S*
sh:sPzQ%Jv >UZfi u
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EF qWnz ZnI_<iFR*
Ngi$y>{Sq jzdK''CHi 分析 j2=jD G $3W[fC 这个系统的点扩散函数: +/-#yfn!TR • Log (Normal PSF) #fRhG^QKp • λ = 0.55 mm hcWkAR • 0.32 waves 3rd order spherical }R;.~F • EPD = 10 mm 9`$fU)K[Pl • f/# = 9.68 0}PW<lU- 点扩散函数如下图: /3L1Un* `QnKal )
a:XVu0`( !\z:S?V m3+MRy5 系统的点扩散函数是: :0Rd )*k,v • Log (Normal PSF) wbyY?tH • λ = 0.55 mm C;1A$]bk • 1 wave 3rd order spherical 7*r
Q6rAP • EPD = 13.31 mm Nh^T,nv*l • f/# = 7.27 'u@
)F` 点扩散函数如下图: hJ (Q^Z SsIy ;l
_[<R<&jG TUw^KSa 演算 d(3F:dbk ] QGYEjW 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: .0:BgM %[u6<
yM}}mypS : ^F+mQN 在这个等式中变量定义如下: 5Q#;4 • 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) DJ_,1F • 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) %0fF_OU • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 1P.
W 34 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); w,bILv) • 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, ...) \V
/s • 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) ZM K"3c9 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) rbiNp6AdL • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 8c(}*,O/ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 bE#=\kf| • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) P~Q5d&1SO • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) XSyCT0f08 • F == focal length(焦距) %jdV8D#Q • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) J]UlCg M[}EVt~ 比较 f#_ XR S(9Xbw)T 在下图中: R $HIJM 透镜EPD=10mm d"<Q}Ay 截止频率=184lp/mm ,Xs%Cg_Ig 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 _QbLg"O .j:.?v
AFcsbw 在下面的图表中: 1@q~(1-o 透镜EPD=13.31 mm xT70Rp(2po 截止频率=250 lp/mm Y:[WwX| 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm F@Y)yi?z |-4C[5rM
OSk:njyC[ oEbgyT gB 杂散光对评价函数的影响
=]&?(Gq #c@Dn.W 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 bq[j4xH0X o"~ODN"L
UZ0fw@R M LWHP31{R 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Z.Lm[$/edn 0h-holUf}~
]vJZ v"ACn TJ[C,ic=D .w/#S-at QQ:2987619807 QW#]i
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