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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 e*!0|#- .*k$abb FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 Tp[-,3L i>aIuQ`pe 建立系统 xe&w.aBI> n([9U0!gu 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 !LX) t8?$q})RL
}I3m8A JP1XH k 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。 '~\\:37+ S11ME _)%Sz"g^Ix _Oc(K
"v 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。 8-u #<D . >>b <)?3Rv
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.dO8I/lhV )#Le"&D
]/6i#fTw C)?tf[!_6
dQQ!QbI(. Kk\TW1w3 分析 &`%J1[dy ?e#bq] 这个系统的点扩散函数: L:_GpZ_ • Log (Normal PSF) V=de3k&p • λ = 0.55 mm WXs?2S* • 0.32 waves 3rd order spherical m|]:oT`M • EPD = 10 mm $}8@?>-w • f/# = 9.68 >n"4M~I 点扩散函数如下图: JF%=Bc $C `uVW<z{l
K<6x4ha bU ]N^og^ _a$DY,; 系统的点扩散函数是: L59oh • Log (Normal PSF)
IB{ZE/ • λ = 0.55 mm v8bl-9DQ • 1 wave 3rd order spherical %D(prA_w • EPD = 13.31 mm JjLyV`DJ • f/# = 7.27 $sF#Na4^ 点扩散函数如下图: 9}cuAVI sLdUrD%
|.O!zRm Pmlgh&Z 演算 Nu/Qa:H_{ 07Q[L'}y@ 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: N5s|a5 t!~YO'<dS
@:+n6 <nTmZ-; 在这个等式中变量定义如下: 19 wqDIE0 • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) eH%L?"J~: • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) '0')6zW5s • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 2~WFLD • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0j!ke1C&C • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) xPMyG); • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) P^3m:bE] • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) !Vr45l • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 hLbT\J`I • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
0IgnpeA] • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) M1]6lg[si • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) &1E~ \8U • F == focal length(焦距) #VdI{IbW • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) MAe<.DHY _lPl)8k 比较 f'6qJk%J &O6;nJEI 在下图中: FW)^O%2s 透镜EPD=10mm 3H'nRK}, 截止频率=184lp/mm #EmffVtY 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 _A,-[*OKI lii]4k+z
Md>f 在下面的图表中: VyoE5o 透镜EPD=13.31 mm foz5D9sQ 截止频率=250 lp/mm ECS<l*i57& 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm 4/2RfDp L_U3*#Zdz7
I,<>%Z|' RZd4(7H=q 杂散光对评价函数的影响 /%uZKGP t}XB|h 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 O~#uQm iVKbGgA
%<wQ ^%oG8z,L 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: p&OJa$N$[ | 3N.5{
 A&|Wvb=
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