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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。 y,<$X.>QO| ZM~`Gd9K0E 建立系统 1.SkIu% acOJ]] 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 h)E|?b_ K!b8= K`
DMkhbo&+ bZ#X9fT 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ^t78jfl /#yA%0=w *\LyNL( , deUsc 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 kUHie p(7QAd4
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w4{y"A <F=Dj*] 分析 TmiWjQv` :l~E E! 这个系统的点扩散函数: ozxYH], • Log (Normal PSF) vbKQ* • λ = 0.55 mm )C}KR`" • 0.32 waves 3rd order spherical pGGV\zD^ • EPD = 10 mm Za!w#j%h • f/# = 9.68 uMDtdC8 点扩散函数如下图: 99KVtgPm Qcgu`]7}
_>v0R' gPUo25@pn* 6F`\YSn+ 系统的点扩散函数是: rBevVc![ • Log (Normal PSF) E!@/N E\- • λ = 0.55 mm C<t RU5| • 1 wave 3rd order spherical +=,u jO: • EPD = 13.31 mm ou;qO
5CT • f/# = 7.27 }Z-I2
=] 点扩散函数如下图: ?48AY6 "=ElCaP}
0l1.O2- %uEtQh[ 演算 ss;
5C:*y <~O}6HQ# 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: (H[ Tc,$TCF
E&9!1!B fkBLrw 在这个等式中变量定义如下: 6oA~J]< • 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) jnDQ{D • 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) j=Q$K#sBt • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx gr\@sx?b • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); L1F###c • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) hA5,w_G/ • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) UnjNR[= • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) fPrb% • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 /B=l,:TnJ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 5&G
5eA • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) >3+FZ@.iT • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) U,38qKE • F == focal length(焦距) x?rbgsB5& • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) FbBX}n WCoF{* 比较 9iK&f\#5H Lb^(E- 在下图中: :4iU^6 透镜EPD=10mm (tpof
5a 截止频率=184lp/mm `1$y( w] 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。 w`0)x5
TGR n_u`B|^Pj
\boL`X 在下面的图表中: &!6DC5 透镜EPD=13.31 mm @?Fx 截止频率=250 lp/mm ret0z| 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 .`mtA`N d>;2,srUf
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rWqkdi1 杂散光对评价函数的影响 K Ka c6Zj |&Au6 3 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 VOg/VGJ 2DUr7rM
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'0P (GnVwJ<v9V 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ^W5>i[ V8\$`NEP
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