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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 xG^6'< n$fYgZKn FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 >Hq)1o rmOcA 建立系统 ir%?J&C+t -kVt_ 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 [80L|?, * ,dM}B-
O%.c%)4Xo CfoT$g 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。 O*dN+o ersddb^J]
Q$NT>d6Q CE19V:zp kCWaji_x% 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 Ne)H*DT u"*@k^}(
6 ZutU ~HS al9L+ruR
mgk<PY 7n,*3;I
#G;0yB:76 >:s#MwIwm
8%qHy1 j`GL#J[wqQ 分析 G{,X_MZ% 这个系统的点扩散函数: [YQVZBT|{ • Log (Normal PSF) Ov$_Phm: • λ = 0.55 mm #@QZ • 0.32 waves 3rd order spherical 38Q>x • EPD = 10 mm s%K9;(RWI • f/# = 9.68 pDlU*& 点扩散函数如下图: xU4,R cgo '$@bTW
=}6yMR!4R< 9U[
A 系统的点扩散函数是: /~?'zr • Log (Normal PSF) {=5Wi| • λ = 0.55 mm w^e5" og] • 1 wave 3rd order spherical +=v6*%y"V • EPD = 13.31 mm HB}!Lf#*P • f/# = 7.27 :`~;~gW< 点扩散函数如下图: 0=3Av8 |;XkU`G
n2NxO0 {s8v0~ 演算
}pOem} 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:
F'!pM(+ _sEkKh8x
K+=cNC4B owz6j: 在这个等式中变量定义如下: Ifghyh<d • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) ~(( '1+ • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) g%P6 f • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx z+RA • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); O$=[m9V • 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, ...) N,Fmu • 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) ^EK]z8;| • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) [8F1rZ& • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 }YiE}+VW| • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 >5rb4 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) PBXRey7>D • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) #GTR}|Aga • F == focal length(焦距) ia'eV10 • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ?<YQ
%qaW7 比较 `Bw>0%. 在下图中: ; L<D-= 透镜EPD=10mm T d E.e( 截止频率=184lp/mm _$g2;X > 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 6:Fb>|]*PY f6\`eLG i1
v}vwk8 U3R;'80 f 在下面的图表中: M0+xl+c+ 透镜EPD=13.31 mm ,".1![b 截止频率=250 lp/mm ULqFJ*nla 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm %25GplMT )Z.v fc
re]e4lZ .uo9VL< 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 FX"j8i/N +v!%z(
TBAF_$ J>@T'# 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: M>eMDCB\ <_o).hE{
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