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2024-11-07 08:05 |
MTF计算
描述 d*\C^:Z Lx:N!RDw 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。 ]}l+ !NV< YqY6\mo 建立系统 Am0.c0h \'LC C- 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。 (E1>} z$BnEd.y=:
);uZ4PNK/? %oCjZ"ke 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。 o4[2`mT @6!y(e8"J] 'G3OZj8 \(>$mtS: 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 :56lzsWUE< w[A3;]la
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i 分析 \IZ4( Z ah Xq{> 这个系统的点扩散函数: ]qza*ba • Log (Normal PSF) w%o4MFK=! • λ = 0.55 mm f93X5hFnF • 0.32 waves 3rd order spherical O+o%C*`K • EPD = 10 mm zl#&Qm4Ot • f/# = 9.68 645C]l 点扩散函数如下图: oJ@PJvmR&a YlcF-a
^R'!\m|FR +e]b,9.sR 7n95>as 系统的点扩散函数是: muX4 Y1M_ • Log (Normal PSF) o>A%}YU • λ = 0.55 mm MJ"Mn^:/ • 1 wave 3rd order spherical rU^ghF • EPD = 13.31 mm W>|b98NPu • f/# = 7.27 =]xk-MY"|R 点扩散函数如下图: GN;XB b]w 5GFnfc}
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fyERa\rb 演算 <$ZT]p T *4^]?Y\* 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: 2[YD& |ShRxE3@'
+\Mm
(Nd {uM{5GSL 在这个等式中变量定义如下: ft qW3VW • 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) U1|4vd9 • 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) _]ttKT(
• Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx P"~T*Qq-R • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ZznWs+ • 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, ...) nJ#@W b@ • 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}@[
)V4 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) }Z?[Ut • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Jc?ssm\% • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 {]Iu">* • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) $q$\GOQ 9 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) }R5&[hxh4t • F == focal length(焦距) hJ*E"{xs • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ?E_p ,#9j) }3_G| 比较 BrcXn@tl ;k%sKVP 在下图中: "#k(V=y 透镜EPD=10mm Msu2OF *x 截止频率=184lp/mm <~X6D? 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。 `oWjq6 <_q/ +x]8
Q4:r$
& 在下面的图表中: (a!,) 透镜EPD=13.31 mm gq1Y]t|4F 截止频率=250 lp/mm @VS5Mg8 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 {lUl+_58 I3$vw7}5Y
o5XUDDi i4r~eneP 杂散光对评价函数的影响 @N{Ht)1r Qu\l$/ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 j77}{5@p v~cW:I
jtr=8OiL 2U+p@}cQUA 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Y1+lk^ I_*>EA
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