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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 %ANo^~8 j2# nCU54Z 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。 yn<H^c Nr=ud QA{ 建立系统 mt3j- Mw b/Y9fQn 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。 mE(EyB< N(>a-a
pA%XqG*=Y jLX{$, 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。 nkTH#WTfR +]uW|owxo
1RM;"b/ Hy5_iYP5 {[G2{ijRz 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。 _
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'Bb]<L` J2Y-D'*s 分析 @%&;V( 这个系统的点扩散函数: ";}Lf1M9 • Log (Normal PSF) 2K<rK( • λ = 0.55 mm PxzeN6f • 0.32 waves 3rd order spherical yi<&'L; • EPD = 10 mm @;kw6f:{d • f/# = 9.68 q9.)p 点扩散函数如下图: v ~.X (-*NRY3*
Jfa=#` Mf7Q+_! 系统的点扩散函数是: Y(GH/jw • Log (Normal PSF) J"QXu M • λ = 0.55 mm } Uki)3( • 1 wave 3rd order spherical /Y5I0Ko Uw • EPD = 13.31 mm gP8Fe =] • f/# = 7.27 ta"/R@ k* 点扩散函数如下图: ;'l Hw]}O* :J]S+tQ)
4"1OtBU3 QEL^0c8 ~ 演算 ! utgo/n 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:
c+?L?s`" `GOxFDB.
TEz)d= 2Fi>nJ 在这个等式中变量定义如下: ~r;da 9 • 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) {dvrj<? • 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) SjD, • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx !Sr^4R +Z • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ms'&.u&< • 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, ...) {Uxah • 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) DR3M|4[ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) y _J~n 9R • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 #<f}.P.Uc • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 vR`-iRQ?_ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) MV6%~T • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ;e;lPM{+ • F == focal length(焦距) nR4L4tdS • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) XSt5s06TM 比较 xn)FE4 在下图中: G~_5E]8 透镜EPD=10mm @_^QBw0 截止频率=184lp/mm EquNg@25W 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。 zMs]9o C>7Mx{ !H
t+}@J}b zk5sAHQ 在下面的图表中: cd{3JGgB 透镜EPD=13.31 mm 5~k-c Ua 截止频率=250 lp/mm 9(lIz{ 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 SF+ ^dPwj ONJW*!(
*LcLYxWo EceZ1b 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 8=gr F
r4t|T^{sl
P]!$MOt I=D{(%+^d 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: wOE_2k /k<*!H]KSg
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