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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 ^.aEKr (3HgI 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。 4zvU"np &S`'o%B 建立系统 J};,%q_ j;c^pLUP 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。 olW`.3f bSKV|z/x
Y
.X-8 {.[,ee-)9 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。 <i@jD <\Dl#DH $zH0$aOx \d8=*Zpz7 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。 IOsDVIXL\ |UiykQ
"U~@o4u; 8&iI+\lCy
\^Q)`Lqp:g >Qu^{o
/-9+( h1d0{
[WSIC *|; >.sN?5}y 分析 G(,~{N|| ~ZIRCTQ" 这个系统的点扩散函数: b-gVRf#F • Log (Normal PSF) ed2&9E>9b • λ = 0.55 mm [Cr~gd+q • 0.32 waves 3rd order spherical /1@m#ZxA: • EPD = 10 mm Rs`Y'_B • f/# = 9.68 g#&##f 点扩散函数如下图: > %*X2'^ y.NArN|%
|1 6v4 R F#R\Ot,hv zIm!8a 系统的点扩散函数是: jCa;g{#@ • Log (Normal PSF) -v2q:x'G# • λ = 0.55 mm U~c;W@T • 1 wave 3rd order spherical *XR~fs?/*W • EPD = 13.31 mm Y3&ecEE • f/# = 7.27 sM_e_e 点扩散函数如下图: ${2fr&Tp (pg9cM]NA
+5\\wGo< B)NB6dCp 演算 bME3" e{O
e4LNnJU\| 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: `v
er "s; 8hA=$}y&x
AXI:h"so "xI[4~'`: 在这个等式中变量定义如下: uwzT? C A6 • 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) bS6Yi)p • 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) y?hW#l~#X • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx %tLq&tyeY • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); c^k.
<EA • 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, ...) <rF • 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) c,ek]dTj • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ,:{+
H • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 z$b!J$A1 • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 _\[G7 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) &o.SmkJI • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ) P])0Y- • F == focal length(焦距) .@V>p6MV • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) kMXl
{ tTt~W5lo 比较 b<7f:drVC @9a=D<'> 在下图中: Hq$|j,&? 透镜EPD=10mm .IU+4ENSy4 截止频率=184lp/mm .EwK>ro4 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 hrF4 a$ 89bKnsV
8E{>czF" 在下面的图表中: e+TNG &_ 透镜EPD=13.31 mm (0S7 截止频率=250 lp/mm k"$V O+}m 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm kF .b) ZxQP,Ys_Y
0b'R5I.M a$m?if= 杂散光对评价函数的影响 Q{60^vg rg\w!L( 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 0M?}S~p] }p~%GA.=98
%s>E@[s e`^j_VnEH 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: AP%h!b5v [qB=OxH?
 v#xF;@G
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