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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 C
7YZ;{t \i}n1Qd 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。 x:O?Fj 97e fWYj
建立系统 [ECSJc&i R:x4j#( 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。 tfvX0J zFqH)/
3zp)!QJi nZ hL 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。 .JZoZ.FAb "2)<'4q5) <w(UDZ _\>? .gg$ 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。 %YM4x!6 gfw,S;
OljUK,I] OqtQLqN
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mQtGE[ ;hJTJMA6/6
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i( BJ<hP9# 分析 rXuhd [!(P )TFaG[tj 这个系统的点扩散函数: YvHP]N{SA' • Log (Normal PSF) mS6
#\'Qa • λ = 0.55 mm kih;'>H< • 0.32 waves 3rd order spherical ZOK2BCoW • EPD = 10 mm
YH&`+ + • f/# = 9.68 (Ybc~M)z 点扩散函数如下图: wAkpk&R AcyiP
[94A?pn[z ]Vo;ZY_\ m{x[q 系统的点扩散函数是: zJ93EtlF • Log (Normal PSF) ?<]BLkx • λ = 0.55 mm (BEGt'7 • 1 wave 3rd order spherical <w`
R; • EPD = 13.31 mm qxf!]jm • f/# = 7.27 B^P)(Nu+ 点扩散函数如下图: 4Pe%*WTX @AaM]?=P{
E?z3 D*U t*m04* } 演算 *9y)B|P^ q,F\8M\$ 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: f
<fa+fB Q&@Ls?pu
zUXQl{ &YGd!Q 在这个等式中变量定义如下: $~!%Px) • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) F{0Z • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) d&4ve Lu • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx LQ`s> q • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); X0Y1I}gD • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) <{GpAf8- • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ?1*Ka • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) d00#;R • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Y#S<:,/sb? • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ;{EIx*<d • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) "XlNKBgM • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) n/6#rj^$ • F == focal length(焦距) Q^prHn*@ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) |tIr?nXSW3 C]414Ibi 比较 < aJl
i x? tC2L 在下图中: _8A 透镜EPD=10mm U$v|c%6 截止频率=184lp/mm #%N v\g; 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。 r+n0M';0 kH~ z07:
_HF66)X7 在下面的图表中: _; !7:'J 透镜EPD=13.31 mm FlGU1%]m 截止频率=250 lp/mm "5
;fuM1 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 3}dTbr4y WJWi'|C4
\~m\pf? s|F}Abx,^ 杂散光对评价函数的影响 mSLA4[4{ NIgqdEu1 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 8C]K36q h ` qlI1]
>*s_)IH2 zU7co.G 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: E|{(O Em)U`"j/9
 yN[aBYJx,M
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