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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。 yC+N18y? uqTOEHH7 建立系统 +FY-r[_~ )6bxP&k 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。 *9j9=N? &U4]hawbOU
<' P|g *XniF~M 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。 _9!Ru!u~ "Y(S G Vq9hAD|k 3C_g)5
_: 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。 \lKQDct. - OUI}jJw+
.8b4 mNb+V /*x3
Sw5H+! a P{xMB#1h
!~ -^s =_^g]?5i
Dcus-,u~ f\r$T Nd6 分析 6b<t|zb *\S>dhJ4 这个系统的点扩散函数: /jj@ =H • Log (Normal PSF) `Z%XA> • λ = 0.55 mm Xo%A nqk • 0.32 waves 3rd order spherical zh/+1 • EPD = 10 mm ,x{5,K.yWq • f/# = 9.68 ^1*p]j( 点扩散函数如下图: _^P>@
^ PU-~7h+$
]nfS vPb 4?%0z) g Z: Kob
b 系统的点扩散函数是: A%Bz52yg • Log (Normal PSF) #(
kT • λ = 0.55 mm 4a!L/m* • 1 wave 3rd order spherical <7PtC,74 • EPD = 13.31 mm 29av8eW?3 • f/# = 7.27 0
?2#SM 点扩散函数如下图: TzK?bbgr! ?nt6vqaV
mY`b|cS3p$ brTB
/(E 演算 k?S-peyRO 6?,r d 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: dDm<'30?*v [Xz7.<0#U
NEGpf[$ 7s.sbP~ 在这个等式中变量定义如下: c!841~p(Q • 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) _')KDy7 • 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) v
WhtClJ3 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx P AKh v.7 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); wkIH<w|jb • 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, ...) UyF]gO • 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) 4p1{Ady • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) w\@Anwj#L • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 D2?7=5DgS • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 lT(MywNsg • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 'E7|L@X"r • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) #D>8\#53V/ • F == focal length(焦距) L3kms6ch • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 5|>jz ` "arbUX~d 比较 W0nRUAo[ xknP
`T 在下图中: ?VzST } 透镜EPD=10mm Ur@'X- 截止频率=184lp/mm ,YiBu^E9 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。
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G4=v2_] 在下面的图表中: 9xWeVlfQ 透镜EPD=13.31 mm Z+vLEEX*uQ 截止频率=250 lp/mm bF}~9WEa 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 `GSfA0? 5q8bM.k\7N
\?GMtM,
i4uUvZf 杂散光对评价函数的影响 ^ 5UIbA( Z&21gN 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 k|g~xmI; dwmj*+
7d9%L}+q p oNQ<ijK 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ,ur_n7+LH mk0rAN
D&]SPhX
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