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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 9zoT6QP4 2,8/Cb 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。 ;o-\. =l wO2V%v^bp 建立系统 ;gxN@%}@ 08Pt(kzNA 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。 7x[LF ^o dN]Zs9]
]k::J>84 SE,o7_k'S 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。 .%x"t>] l)tTg+: IgPV# ,2 zt.aqB 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。 9SRfjS{7 "8wf.nZ
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dWsT Jyx~ 1A7 %0/K-]
4zo4H~@gk ?1GY%- 分析
'O.+6`& y-w2O] 这个系统的点扩散函数: 9">zdFC' • Log (Normal PSF) BA~a?"HS • λ = 0.55 mm /6+1{p • 0.32 waves 3rd order spherical fH{9]TU_: • EPD = 10 mm uL2"StW • f/# = 9.68 P'a0CE% 点扩散函数如下图: ;]2x w{k1Y+1
0lX)Cl ?8 SK\{9r6 k_,MoDz 系统的点扩散函数是: <U@P=G<t • Log (Normal PSF) BQyvj\uJ • λ = 0.55 mm ?j1_
n,d • 1 wave 3rd order spherical DRH'A!r! • EPD = 13.31 mm t9G}Yd[T • f/# = 7.27 6BDt.bG 点扩散函数如下图: u~" siH
uY.=4l
EoKC8/ m! rwG( 演算 mgy"|\] Q Oz9\,C 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: 3LKB; <A)+|Y"^h6
.qSBh
hH\ 'I&|1I^ 在这个等式中变量定义如下: =kd YN5R • 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) q\a[S* • 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) "kX`FaAhY • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx `'uUmyg • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ;4!=DFbU • 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, ...) DC&A1I& • 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) UE^D2 u • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) pJd 0k"{ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 yc*<:(p • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ?$3r5sx • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 6^Ph ' • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Y5HfN[u^7 • F == focal length(焦距) (YIhTSL"] • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) HeCcF+ \3r3{X
_<` 比较 !/947Rn sYI~dU2H 在下图中: G-arnu) 透镜EPD=10mm !L77y^oV 截止频率=184lp/mm 8 4z6zFv?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。 X6xx2v%D Xtft*Z
"9qp"% 在下面的图表中: W}>=JoN^J 透镜EPD=13.31 mm R aefj(^V 截止频率=250 lp/mm wy''tqg6 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 9UP:J0 `
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G9- 杂散光对评价函数的影响 $&IpX M] " \:ced 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 4YLs^1'TG0 uArR\k(
~n6[$WjZA Y;,Hzmbs6w 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: }kE87x' =2,0Wo]$
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