| infotek |
2023-03-28 08:41 |
MTF计算
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。 E>tlY&0[$ uUUj?% 建立系统 OTA @4~{C (c `t'e 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。 e7f3dqn0 +1j@n.)ft
d&:ABI Iz/o|o]# 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。 #{)=%5=c j$ h.V#1z 3%?01$k JG xuB*} 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 *]Nd
I U[/k=}76
lE~5 b .'md `@t
>t|u 8/P (|_1ku3!
<0OZ9?,dm eHCLENLmB
e"u=4nk -/:N&6eRb 分析 nPp\IE}: ;/$=!9^sZ 这个系统的点扩散函数: X/ • Log (Normal PSF) eRkvNI • λ = 0.55 mm Az29?|e • 0.32 waves 3rd order spherical H]V@Q~?e • EPD = 10 mm ?mxBMtc
• f/# = 9.68 lwEJ)Bv 点扩散函数如下图: |^K-m42 nUi
4!|r
vdFy}#X \F;V69' V)M+dhl 系统的点扩散函数是: 0|g|k7c{rF • Log (Normal PSF) vT)(#0>z • λ = 0.55 mm 1!,xB]v1Ri • 1 wave 3rd order spherical t]|WRQvy8 • EPD = 13.31 mm J0BA@jH5 • f/# = 7.27 B#RwW, 点扩散函数如下图: 4LqJ4jo X{A|{ u=
S'>(4a ^vXMX^* 演算 ~1xln?Q +uMOT#KjR 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: zPWX%1Qr ydo"H9NOS
= h,6/cs vL"U=Q+/eY 在这个等式中变量定义如下: %Q:i6 ~ • 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) '\qd{mM\r • 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) [MfKBlA • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Q2sX7
cE • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); IXYSZ)z • 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, ...) %[(DFutJY+ • 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) >Q&E4j C • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) _"
0VM> • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 P@P(&{@ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 g_?:G$1H • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) NZ:A?h2JR • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) F(*~[*Ff • F == focal length(焦距) |_V i8Ly • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) x
;V7D5 q a nK7j2 比较 j+0=)Q%I= bl. y4 在下图中: EsR_J/:Qe 透镜EPD=10mm k,o|"9H 截止频率=184lp/mm t5dk}sRF 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 1<#J[$V u/?s_OR
~~eR,HYk 在下面的图表中: |0 #J=am 透镜EPD=13.31 mm ?o'!(3`L 截止频率=250 lp/mm ^c?2n 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 `OzcL l$KC\$?%*
49b#$Xq My'u('Q% 杂散光对评价函数的影响 )G$/II9d $]:ycn9l 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 [4uTp[U!r KKm&~^c
\Z0-o&;w @QiuCB 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: JjarMJr|D {KJ !rT
7{HJjH!zx
|
|