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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 2F*>&n&Db7 ?WXftzdf6u 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。 T1$p%yQH rM.Pc?Z 建立系统 nZnqXclzxn KwHN c\\ 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 G@Z%[YNw octQ[QXo# mvH8hvD9 *K_8=TIA* 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 b?OA |JqX c&wg`1{Hal -V;Y4,:c !HU$V9C 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。 Htr]_<@ >3D1:0Sg ``<#F3 ,gNZHKNq 40MKf/9 '.z7)n A z@@0 ` Ny(S2 4+>yL+sC%v :k?`gm$ 分析 0J/yd a]fFR~OY 这个系统的点扩散函数: Drtg7v{@\ • Log (Normal PSF) m-4#s • λ = 0.55 mm `lE&:) • 0.32 waves 3rd order spherical J \|~k2~ • EPD = 10 mm E8Kk)7 • f/# = 9.68 ;6R9k]5P% 点扩散函数如下图: #2i$:c~ p@~Y[a = g7?[}?]3"p `:7r5}(^ k-3;3Mq 系统的点扩散函数是: 9^g8VlQdT • Log (Normal PSF) 2~hdJ/ • λ = 0.55 mm ):hz/vZ • 1 wave 3rd order spherical C ibfuR • EPD = 13.31 mm \?v&JmEU • f/# = 7.27 >WZ%Pv* 点扩散函数如下图: 0vLx={i :I7qw0? V0m1>{ 16eP7s 演算 t)8crX}P eD7\ ,}O 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: **__&Xp1 ?MSZO]Q4+ B /3~[ ' Q(N'Oj:J 在这个等式中变量定义如下: r)>'cjx/ • 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) XOqHzft h6 • 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) 0y<9JvN$9 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx z5({A2q • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); }P%gwgPK • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) wT+60X' • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) Mfz(%F|< • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) w7~]c,$y. • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 PT,*KYF_O" • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 } %0w25 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) yg}L,JJU< • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) m8L %!6o • F == focal length(焦距) ;(,GS@sP • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) o"RE4s\G~r dk] 比较 ! weYOOu ;;UsHhbhI 在下图中: JYjc^m 透镜EPD=10mm A<H]uQ> 截止频率=184lp/mm 9VaSCB 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。 :FSg%IUX N0lFx?4 L
~Vw`C 在下面的图表中: o>]w76A^( 透镜EPD=13.31 mm w0js_P-uv 截止频率=250 lp/mm Yy[=E\z 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 HSG9|}$ }1CO>a< Qh3+4nLFtb (1{OQ0N+x 杂散光对评价函数的影响 "OUY^ cM Vx0Hq`_14 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 (ce)A,; RToX[R;1E b N>Ar z&GGa`T" 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: PK?}hz ZQz;EV! 0~<t :q!
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