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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 Qxz[ MtJ-pa~n 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。 kk78*s {6 [|:{qQyD 建立系统 $0[T<]{/? `Na()r$T 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。
YNBM\Q _ ^FC9
S1$^ _S
= ,1ev2T 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。 5t:Zp\$+` 1h@qcom9K_ :^y!z1\2(7 t/[lA=0 )2 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。 5&8E{YXr v*.R<-X:
8C{&i5kj\E Hf('BagBL
hJM&rM7 eu5te0{G
btg= # u o^epXIrIPi
^t'mW;C$4 {($bzT7c 分析 Mqr]e#"o qy|bOl 这个系统的点扩散函数: G`l\R:Q • Log (Normal PSF) _s;y0$O • λ = 0.55 mm (}b~}X9 • 0.32 waves 3rd order spherical o"JHB • EPD = 10 mm ;
$rQ • f/# = 9.68 #czInXTTx 点扩散函数如下图: ?d%)R*3IX Yh95W
=b%f@x_U1 x/<ow4C v:SHaUS 系统的点扩散函数是: Qm[((6} • Log (Normal PSF) %<kfW&_>w • λ = 0.55 mm Tu(:? • 1 wave 3rd order spherical ,t 2CQ • EPD = 13.31 mm tz]0F5 • f/# = 7.27 QjLU@?& 点扩散函数如下图: \ZRII<k5) 1te^dh:Vp
JM;bNW8 !IOmJpl' 演算 3.YH7rN
wwl,F=| Y 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: $2Wk#F2c= U)kyq
#<Y.+: 9SeGkwec?$ 在这个等式中变量定义如下: .45wwouZkc • 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) K21Xx`XK • 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) ),{3LIr • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx W,~*pyLdO • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); I0Do% • 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, ...) Q3>qT84 • 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- C,J • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) =-!jm? st* • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 .g/!u(iy • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 >*!T`P}p • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) }F1Asn • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) |6NvByc, • F == focal length(焦距) _,^f,WO~ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) wp:$Tq a$ !}c D e12 比较 pXNhU88 Oi?Q^ISxP 在下图中: ` .`:~_OE 透镜EPD=10mm m:Rx<E
E 截止频率=184lp/mm UP-2{zb |? 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。 >
X
AB# hak#Iz0[C
5 n 4/}s 在下面的图表中: +PYR 透镜EPD=13.31 mm Mxz
X@GBX 截止频率=250 lp/mm ~oOv/1v}, 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 3Dc^lfn {;bec%pq0
j 1'H|4 'NWvQR<X 杂散光对评价函数的影响 Jur$O,u40l H?opG<R=ek 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 '
Sd&I:? M/V"Ke"N
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yD2V _6FDuCVD- 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Nt+UL/1] Q
m9b:U~
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