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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 A^g(k5M* &
21%zPm 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。 LV Ge]lD 2G7Wi!J 建立系统 aN?zmkPpov [JiH\+XLPs 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。 {c'lhUB ?9/G[[(
:;}P*T*PU M%HU4pTW#o 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。 23PGq%R dPlV>IM$z @JMiO^ FrS]|=LJhX 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 M3\AY30L XS#Qu=,-
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4,YQM 分析 l?e.9o2- E GU2fA7x 这个系统的点扩散函数: <'u'#E@"sl • Log (Normal PSF) m
O_af • λ = 0.55 mm Dt@SqX:~Ee • 0.32 waves 3rd order spherical `Di{}/2 • EPD = 10 mm e~OpofJNb • f/# = 9.68 Jy)/%p~ 点扩散函数如下图: sJZiI}Xc 6nn*]|7
K(4_a``05 sHj/; %9"H 系统的点扩散函数是: VY-EmbkG-t • Log (Normal PSF) 81F9uM0 • λ = 0.55 mm =;L|gtH" • 1 wave 3rd order spherical Rq -ZL{LR7 • EPD = 13.31 mm VbYdZCC • f/# = 7.27 /vt3>d%B; 点扩散函数如下图: 5xiEPh zLQx%Yg!
*. t^MP Gv&V|7-f0 演算 k$Vl fQ'+ 7V>M] 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: HS$r8`S?) y_)FA"IkE
kJU2C=m@e2 P}iE+Z3 在这个等式中变量定义如下: [E_9V%^ • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) A/(a`"mK|' • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) k6^Z~5
Sy • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx }p
V:M{Nu& • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); %T[]zJ( • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ceA9){ • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) SbZ6t$" • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) crCJrN= • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Ri'n • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 pg.%Pdr<$ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ZCw]m#lS • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 2wn2.\v M • F == focal length(焦距) 3`HV(5U[ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Gj*9~*xm( 7)m9"InDI 比较 al0L&z\ -j(6;9"7]| 在下图中: fA-7VdR`R 透镜EPD=10mm ]n~V!hl?A 截止频率=184lp/mm }]TxlSp!; 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。 *Ex|9FCt$ =Qq+4F)MD
rQX zR 在下面的图表中: :Tc^y%b0
透镜EPD=13.31 mm 1M-pr 8:6s 截止频率=250 lp/mm Rcv9mj]l 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 $>gFf}#C zDp 2g)
J,G
lIv.A |qLh5Ty 杂散光对评价函数的影响 z#N@ 0R X]=t> 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 !k%#R4*> )"LJ
hLg
g}i61( zi:BF60]= 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: neh(<> -di o5a
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