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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 &jXca| wAR )Y&MIJ7>@ 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。 1R'u v4e aW`:)y&f 建立系统 A6?qIy cS"f 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。 z9k*1: p|&ZJ@3
Z-^uM`],G ?r
-\%_J_( 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。 +Fc ET h.4qlx|
b lRY7 6)=](VmNL` $
7UDz 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。 Qa,NGP. rmY,v
Cp .1/ egZyng
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8Zcol$XS' ! 6p>P4TT
A|p@\3P*A c&E*KfOG
c8^+^.=pX A5CdLwk 分析 EzzTJ> 这个系统的点扩散函数: { c v;w • Log (Normal PSF) /~H[= Pf • λ = 0.55 mm fkdf~Vb • 0.32 waves 3rd order spherical ~v.jZ/h • EPD = 10 mm .@y{)/ • f/# = 9.68 SL[rn<x| 点扩散函数如下图: r5f^WZ$- u/z,92mmS
IY];Ss&i T6sr/<#<( 系统的点扩散函数是: T{_1c oL • Log (Normal PSF) 7[ZkM+z! • λ = 0.55 mm [Xxw]C6\>( • 1 wave 3rd order spherical Jy]FrSm^ • EPD = 13.31 mm <'r0r/0g? • f/# = 7.27 Dl0/-=L 点扩散函数如下图: (3e;"'k gJ]Cq/gC
fm3(70F\ e{v,x1Y_z( 演算 Kg4QT/0VA 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: 6P0y-%[Gk wY' "ab
^{),+S /6Y0q9 在这个等式中变量定义如下: +n@f'a"> • 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) x^zdTMNhw • 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) CkRyzF • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
W;^Rx.W • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); *6NO-T; - • 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, ...) EYA/CI • 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) &J\B\` • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) bBA$}bv • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 V]r hr • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 L30>|g • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) smQ4CLJ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) V@B7P{gH • F == focal length(焦距) 7*+Km'=M • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) !A~d[</]m 比较 /rqqC(1 在下图中: - oU@D 透镜EPD=10mm |a%B|CX 截止频率=184lp/mm I!61 K 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。 ,oBlJvm PoJmW^:}
U?^OD yb69Q#V2 在下面的图表中: L{!ihJr 透镜EPD=13.31 mm DG3[^B 截止频率=250 lp/mm ldK>HxM%Z 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 o1e4.-xI +Dd"41
=D{B}=D\IM ]y.Rg{iv 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 HC?0Lj e"*BHvy F
g`kY]lu b9`i Z 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ~
W@X- )^&,Dj
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