| infotek |
2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 cw;co@!$ CtM'L 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。 i\Yl B7HQR{t 建立系统 pI>*u ]x %M9;I 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。 $jG4pPG 9?
2
EJLQ&oH[ EKuSnlTXba 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 @`w n<%o$ K\P!a@>1
vZ@g@zB4o0 .+yW%~0 t?{B_Bf 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。 "jR]MZ ]#zZWg
zv
*|YU]b;W _A 2Lv]vfV
R"+wih W"Q!|#;l.
O8lFx_N7Q tPU-1by$
Mra35 +tt9R_S 分析 ZenPw1 - 这个系统的点扩散函数: 7Fz
xe$A • Log (Normal PSF) Qz+sT6js- • λ = 0.55 mm Zu21L3 • 0.32 waves 3rd order spherical 5&!'^! • EPD = 10 mm aMTFW_w • f/# = 9.68 `T"rG}c 点扩散函数如下图: LjaGyj>) 5G(E&>~
7,'kpyCj Ei5 wel6! 系统的点扩散函数是: |~K(F<;j • Log (Normal PSF) lY'N4x7n • λ = 0.55 mm CPviR<ms_ • 1 wave 3rd order spherical p|qyTeg • EPD = 13.31 mm 7I}P*%(f • f/# = 7.27 n ~,tQV 点扩散函数如下图: g97]Y1g !aNh!
8W+5)m.tp #NN ewzC<* 演算 mR+Jws' 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 9(, @aZ w?LrJ37u
~R]35Cp-# M#,Q
^rH# 在这个等式中变量定义如下: oyx^a9 • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Vz%OV}\ • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) 4w$_]ke • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 5`-UMz<] • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); YF[f Z • 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, ...) vF4]ux&
• 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) HpW 42 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) g|%L"-%gJ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 mdbp8,O • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 p_2pU)% • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) "y;bsZBd" • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) '#\1uXM1U? • F == focal length(焦距) 9$1)k;ChP/ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) d=3'?l` 比较 Bh]!WMAw. 在下图中: iL]'y\?lv 透镜EPD=10mm 06mlj6hV 截止频率=184lp/mm <l,o&p,>|c 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。 +wO#'D Q2|p\rO
/rc%O*R LM)`CELsYc 在下面的图表中: bzZ>lyH 透镜EPD=13.31 mm BR5BJX 截止频率=250 lp/mm OJO!FH) 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 =L-I-e97@ </"4 zD|
qu|i;WZE Q<(YP.k 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 `#mK*Buem} ?>
Dtw#}
O(Jj|Z EbY,N:LK 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: {QAv~S>4 R^#@lI~
|
|