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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 C.].HQ J2adG+= 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。 m Q4(<,F 1-0tG+ 建立系统 t-B5,,` #9zpJ\E 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。 :y'EIf
h!=h0
`%; Hj _X} B>.x@(}V~ 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。 =gNPS0H ,.9k)\/V
e`n+U-)z ,_iq$I; :aQ.:b(n 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ~jC+6v MH=7(15R
*:bexD H vMd3#@
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v5>A1\ FFa =/XB"
G/*;h,NbNr m/z,MT74*J 分析 G %'xEr0n 这个系统的点扩散函数: .G.WPVE • Log (Normal PSF) 27k(`{K • λ = 0.55 mm I4W@t4bZ • 0.32 waves 3rd order spherical 8~tX>q<@q • EPD = 10 mm 2n)?)w]!M • f/# = 9.68 fIl;qGz85 点扩散函数如下图: AbxhNNK \yl|*h3
;z.L^V0 0j_kK 系统的点扩散函数是: q`,%L1c4 • Log (Normal PSF) q.p.$) • λ = 0.55 mm R&9FdM3K`: • 1 wave 3rd order spherical QF)\\D[ • EPD = 13.31 mm <+k"3r{y" • f/# = 7.27 M@#T`aS 点扩散函数如下图: D"rbQXR7$ ki?h7
-8xf}v~u 4vEP\E3u<j 演算 2 /FQ;<L 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: jMgXIK\ #~!"`B?#*
=e4 r=I ];Z6=9n 在这个等式中变量定义如下: d{"-iw)t • 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) =A.$~9P • 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) q pCI[[ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx odCt6Du • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); r/2=
nE • 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, ...) .^?zdW • 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) F}5d>nw • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 0V4B Q:v • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 |@vkQ
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 b~J)LXj]w • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) {uj_4Ft • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) DcW?L^Mst • F == focal length(焦距) P.}d@qD{) • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ")T\_ME 比较 ]K"&Vd 在下图中: |'q%9# 透镜EPD=10mm u.|Z3=?VG 截止频率=184lp/mm 6RnzT d 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。 ;f=m+QXU L5-|-PP|;
X H-_tvB d~Z\%4 在下面的图表中: /8FmPCp}r 透镜EPD=13.31 mm 2yZr!Rb~* 截止频率=250 lp/mm $-iEcxsi 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 !cwZ*eM "9wD|wsz
Y()"2CCV .UG`pRC 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 fSkDD>& VPe0\?!d
x4oWZEd KJA
:; 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: FACw;/rW j3gDGw;
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