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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 2Lytk OMf Hh%"
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。 Sz:PeUr9h k0&FUO 建立系统 O6vHo3k beBv|kI4 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。 x:i,l:x aeVd.`lxM
-'}#j\ 37biRXqLH 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。 H?eG5 $> ;| wy^mh.= UX (0l>P]"n 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 OLWn0 P'[ISGt
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7L!}F;yT A~v[6*~> 分析 ul
b0B" t<"`gM^| 这个系统的点扩散函数: A
k~|r#@ • Log (Normal PSF) ^Y!$WP • λ = 0.55 mm I %sw(uoE • 0.32 waves 3rd order spherical I FvigDj? • EPD = 10 mm _+)n}Se • f/# = 9.68 4=%,0.yt 点扩散函数如下图: O$x +>^ @My
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4]E1x l tk)}4b^\%j 3g:P>( 系统的点扩散函数是: ,$aqF<+; • Log (Normal PSF) xOr"3;^ • λ = 0.55 mm xSO5?eR"u • 1 wave 3rd order spherical 8Ht=B,7T • EPD = 13.31 mm 1FG"Ak}D • f/# = 7.27 cp"{W-Q{$ 点扩散函数如下图: :^qUr`) ?=1i:h
>s!k"s, D+N@l"U{ 演算 Bs|#7mA[ 9xK#(M 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: "rc QS
H *v: .]_;
P(o>UDy C!nbl+75 在这个等式中变量定义如下: /1m+iM^V • 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) ^jcVJpyT@R • 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) ]zj&U#{ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx GO*D4<#u • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ++ 5!8Nv • 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, ...) VV#'d • 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) 5E 9R+N • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) >I0 a$w • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 *5 \'$;Rg • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Qs?p)3qp • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) w_;$ahsu~ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) +VJyGbOcC • F == focal length(焦距) kIe)ocJg • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) m?1r@!/y \4
+HNy3 比较 5 /T#>l< uJ fXe 在下图中: iSfRo31 透镜EPD=10mm (dx~lMI 截止频率=184lp/mm ^; }Y ZBy 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。 -s7!:MB%g 3hEbM'L
2S4SG\ 在下面的图表中: U7e2NES 透镜EPD=13.31 mm
9l |*E 截止频率=250 lp/mm )>iPx.hVSS 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 $" =3e]< /%F,
0zsmZ]b5E 2T@?&N^OD 杂散光对评价函数的影响 fQ-IM/z b`Jsu!?{ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 g706*o)h glkH??S
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b8 MX+gc$Y
O 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Po.by~| \C2HeA\#SW
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