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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 T^)plWw R7aXR\ R 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。 ep?:;98|t 1i,4".h?M 建立系统 3q~Fl=|.o EzP#Mnz^ 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。 @ M[Q$: r@$B'CsLj
xii$e xyV]?~7 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 {})y^L XtW_ wznn #j ,P{HE8. 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 I@PJl (5(fd.m+_
n0FYfqH B! `\L!
x^2 W?< GN%<"I.
4<yK7x @W)/\AZ3
~^7 sX~45u \ 分析 syMm`/*/G- Y UZKle 这个系统的点扩散函数: p,s&61] • Log (Normal PSF) [D9 :A • λ = 0.55 mm ylim/`u}6 • 0.32 waves 3rd order spherical P' FKk< • EPD = 10 mm GiqBzV3" • f/# = 9.68
+/Z0 点扩散函数如下图: _=T]PSauI #XL`S
K051usm ]W|RtdF3.N ~._ko 系统的点扩散函数是: C$ hQN • Log (Normal PSF) k) 3s? • λ = 0.55 mm #-dK0<: • 1 wave 3rd order spherical J;HkTT • EPD = 13.31 mm kraVL%72 • f/# = 7.27 |Ib.) 点扩散函数如下图: _M&{^d 2@5A&b
+<B|qcT! G)4SWu0<t 演算 hJ4S3b iGQ n/Xdo 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: ]
EV`dIk l"?]BC~
lkN'uZ [DL|Ht> 在这个等式中变量定义如下: +qZc}
7rJF • 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) =lm nzu< • 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) TL]bY'% • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Yim#Pq&_ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ~Q_F~ 0y • 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, ...) oB3q AP • 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) DUQ9AT#3 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) OU6^+Ta • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 y78z>(jV • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 p^Agh
• Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) xLZMpP5c • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) {Bc#?n • F == focal length(焦距) O68b zi] • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ^} tLnF 6g8M7<og9R 比较 `{%-*f^ &6Ns7w6*z 在下图中: S>(z\`1qm 透镜EPD=10mm 4u7Cm 截止频率=184lp/mm u9 %;{:]h 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。 +fkP+RVY G}s;JJax
[:Xn6)qz 在下面的图表中: =P)"NP7f' 透镜EPD=13.31 mm ]u~Os< 截止频率=250 lp/mm |c=d;+ 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 E}Ljo A}gYcc85Z
\3L$I-]m P`z7@9*j 杂散光对评价函数的影响 FzA{UO V;P1nL4L 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ?-4OfGN Zb}`sk#
k:`a+LiZ B*32D8t`u 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: %bEGv:88s %C6|-?TAd
 m9%yR"g9
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