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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 DD|%F (LRv c!`" 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。 zmf5!77 )Ah 建立系统 +2B{"Czm '_r|L1 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。 `W?aq]4x5 -1S+fUkiK/
Xj+1]KRN j=dHgnVvj 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。 9eGM6qW\_ y
@Y@"y 4p>@UB&U )/bt/,M&} 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。 yW|yZ(7 gl.P#7X
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~U&a9&Z
,O3"r; cy^6g?ew
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faD(,H ./5|i*ow 分析 X_Y$-I$qd \)y5~te* 这个系统的点扩散函数: A{9Hm:) • Log (Normal PSF) ?h
K+h .{ • λ = 0.55 mm b*dRNu • 0.32 waves 3rd order spherical VC>KW{&J0 • EPD = 10 mm @WBy:gV" • f/# = 9.68 C"IPCJYn 点扩散函数如下图: G*ym[ i7e{REBXb
q+gqa<kM vWe)c J W.zA1S 系统的点扩散函数是: _u{D #mmO • Log (Normal PSF) V%e'H>EC • λ = 0.55 mm H -.3r • 1 wave 3rd order spherical HOykmx6$ • EPD = 13.31 mm n8zUL1:R • f/# = 7.27 JWMIZ{/M 点扩散函数如下图: _a15R/S m>zUwGYEu
v{?9PRf\s I|Z5*iXqCm 演算 cQ3Dk<GZ "-ZuH 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: -k$rkKHZ( eg?vYW
C/!2q$ B S b!{|] 在这个等式中变量定义如下: PcUi+[s;x • 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) : ]CZS • 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) /wCP(1Mw • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ;K$E;ZhPN • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Q$kSK+ q! • 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, ...) N^mY/`2 • 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) G;fP • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ua4QtDSs • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 $G*$j! • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 >K50 h • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) V)N9V|O' • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) *e_ /D$SC • F == focal length(焦距) Rq4\~F? • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) l Fzb$k}_{ Q6.},o 比较 U6.$F#n <bGSr23* 在下图中: 3b#KrN' 透镜EPD=10mm j24BB}mBB 截止频率=184lp/mm H~||]_q| 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 X*%KR4` G9Xrwk<g4
_h@e.BtDs 在下面的图表中: YM1@B`yWE 透镜EPD=13.31 mm "'6KQnpZ 截止频率=250 lp/mm @BW~A@8 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm Y#?Sqm( lv$tp,+
[[[p@d/Y #MOEY|6 杂散光对评价函数的影响 5^f>L2 mjB%"w!S 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Nz5gu.a6{L kCN9`9XI{
'H*S-d6V q1NAKcA<U 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: &:'Uh
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