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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 KXZG42w p*K #s1 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。 r'ilJ(" &q&z$Gc;m 建立系统 ,b^Y8_ltoT *vQ 6LF;y 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 +:Xg7H* O:v#M]
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9 8K^#$,.." 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。 Z/Wf TFldYKd/l _9-;35D_ :xg
J2 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。 J+CGhk 'h ?
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A99;bf}" 37n2 #E 分析 .`*;AT
6x5Q*^w 这个系统的点扩散函数: K}q5,P( • Log (Normal PSF) ZT"vVX-)G • λ = 0.55 mm GRpwEfG • 0.32 waves 3rd order spherical lB_4jc • EPD = 10 mm @@a#DjE%/ • f/# = 9.68 ?gu!P:lZS 点扩散函数如下图: UQ hD8Z'I. -~sW@u)O
Gqq<-drR <bn|ni|c" qi^kf 系统的点扩散函数是: |+~P; fG • Log (Normal PSF) |-v/ • λ = 0.55 mm vh|m[ p • 1 wave 3rd order spherical I+Y Z+ • EPD = 13.31 mm ;
p+C0!B2 • f/# = 7.27 !9qw 点扩散函数如下图: w3iX "w Dd
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"tb KbFn9 Hl}m*9<9us 演算 H[R6 ?H@$F *?Oh%.HgF 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: g}?39?o4 79Aa~ +i'_
;p,Kq5,l ]Gj%-5G 在这个等式中变量定义如下: R4D$)D • 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) daB5E<? • 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) t&yuo E • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx uI)z4Z • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); rIyIZWkI • 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, ...) 1JS5 LS • 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) |+-b#Sa9 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) t|&hXh{ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ,S}wOjb@ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 .F/l$4CQ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) .lgm" • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) B|>eKI • F == focal length(焦距) wO%617Av • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) <0/)v
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<t 比较 W$}2
$}r0U 98|1K>C 在下图中: Rs'mk6+ 透镜EPD=10mm x` 4|^u 截止频率=184lp/mm .%\R L/ 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 gE23C*!'&: !4"$O@U4
Z4k'c+ 在下面的图表中: CT.hBz
-S 透镜EPD=13.31 mm yTWicW7i 截止频率=250 lp/mm }.A
\;FDyj 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 On;7 ;A?86o'?
}o=s"0 a bz\nCfU 杂散光对评价函数的影响 }F_=.w0 ?,r}@89pY 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 @ +>>TGC PmUq~YZ7
s8*Q@0 >)F)@KAuN4 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: /p{$HkVw 7MX5hZF"
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