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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 sXhtn'<v c7iu[vE'+ 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。 %{HqF>=~ m2_&rjGz 建立系统 <M$hj6.tn >Mvt;'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。 QGLm4 Wl9 `E|IMUB~
S>"dUM jM7}LV1Ck 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。
^MddfBwk @x=CMF15 hG
]j m EI_J7J+ 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。 G)e 20Mst w1KQ9H*
D:F!;n9 1:&$0jU&U
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Iy,)>V%iZV RV($G8U
19=Dd#Nf t6"4+:c!> 分析 my} P\r. @eMyq1ZU 这个系统的点扩散函数: /0\pPc*kA{ • Log (Normal PSF) V2y[IeSQ • λ = 0.55 mm .K93VTzy • 0.32 waves 3rd order spherical 9z-"JnM • EPD = 10 mm ^{Vm,nAQqs • f/# = 9.68 ::5-UxGL<2 点扩散函数如下图: S_QDYnF)`
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*PI3L/* E?zp?t:a 6%'{Cq1DE 系统的点扩散函数是: #zQkQvAT9 • Log (Normal PSF) @2u<Bh}} • λ = 0.55 mm k]JLk"K • 1 wave 3rd order spherical 8%NX)hZyq} • EPD = 13.31 mm t"L:3<U7 • f/# = 7.27 ZHBwoC#5} 点扩散函数如下图: ~\/ J& z_H2L"Z
:vr,@1c G'epsD,.bX 演算 $-y+97 r" D |1 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: 5>=tNbk"s OBZ |W**N"
I*ej_cFQ^ YOY+z\Q 在这个等式中变量定义如下: ;L[9[uQ[C • 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) \w:u&6,0O • 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) kgI Wgk% • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx sH]AB=_ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); {7wvC)WW • 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, ...) $i1A470C • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) `%Ghtm * • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Fv: %"P^ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Lr^xp,_ n • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 G225Nz;Y* • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) KCFwO' • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) So^`L s;S • F == focal length(焦距) <It7s1O • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Id*^H:]C# S3'g(+S 比较 YUb,5Y0 u
s0'7|{q 在下图中: 5{a(
+' 透镜EPD=10mm +m.8*^ 截止频率=184lp/mm *\WI!% 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 c #!6 2P
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0%F.]+6[O4 在下面的图表中: qlJOb}$ I 透镜EPD=13.31 mm F"H!CJJu& 截止频率=250 lp/mm ehusI-q 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 =)YYx8gR ;8T=uCi
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u[n\8 杂散光对评价函数的影响 J\ +gd% UMwMXmZNJ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ()#tR^T Oc9>F\]_m
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/} /7@2Qc2 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: |Du13i4].& Gy6qLM
 F` 5/9?;|
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