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2024-11-07 08:05 |
MTF计算
描述 w'd.; q;p.wEbr4U 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。
q4_** `/c7h16 建立系统 '#H&:Htm;L .SG0}8gW 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。 @|^jq ]yo_wGiwY
=Wj{]&` _~ v-:w 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。 V{KjRSVf= -eUV`&[4 77``8, ?;Un#6b 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。 H]BAW *} w.tW=z5
PDhWFF 658\#x8|
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NP "ylMr7P [1<(VyJ}ye
Ex6o=D2 7iP5T 分析 6zuze0ud E$w#+.QP 这个系统的点扩散函数: ):S!Nl • Log (Normal PSF) I:nI6gF • λ = 0.55 mm B9}E
{)T? • 0.32 waves 3rd order spherical =w6}\ 'X • EPD = 10 mm q=njKC • f/# = 9.68 +miR3~w. 点扩散函数如下图: gd
K*"U M</Wd{.g"
> <X $# |Hfl&3 G&jZ\IV 系统的点扩散函数是: c88_}%h?( • Log (Normal PSF) V#NtBreN • λ = 0.55 mm f -7S:, • 1 wave 3rd order spherical of=ql • EPD = 13.31 mm B_cgWJ*4 • f/# = 7.27 fL2^\dB; 点扩散函数如下图: q4+Yv2e
<r &;s<dDQK
V;k#})_- $.9 +{mz 演算 %uua_) hD*(AJ 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: GoazH?% w]}f6VlEl
?T
<rt FJ}gUs{m 在这个等式中变量定义如下: \ZsP]};* • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Z B$NVY • 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) Gp8psH • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx gX_SKy • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); RbKwO}
z$q • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Sj@15 W • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) [<Q4U{F • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 6P^hN%0 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 AC'lS
>7s • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 \WX@PfL • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) !UVk9 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 1LX)4TCC • F == focal length(焦距) JL``iA • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) NZP7r;u f]]f85 比较 `|,Bm|~: \f<z*!,D$ 在下图中: cl_TF[n? 透镜EPD=10mm 5x2L(l-2 截止频率=184lp/mm .zIgbv s 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。 Hr&Ere8.4p 6#vI;d[^
Cx,-_ 在下面的图表中: sjn:O' 透镜EPD=13.31 mm ?9Ma^C;} 截止频率=250 lp/mm )'t&q/Wn 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 KGD'mByt" ~?d>fR:X
E<k^S{ CbQ4Y 杂散光对评价函数的影响 GL`tOD:P" =|"=l1 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 C5MqwNX q~M2:SN@X
+KP_yUq[ jqtVpNwM 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 86qcf"?E (kY@7)d'e
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