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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 S!
.N3ezn Lf Y[Z4 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。 G<~P||Lu^ Gl T/JZ9 建立系统 U71A#OD^U *m6*sIR 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。 /\pUA!G)BD NVDvd6
368H6 Jj O-+!KXHd[ 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。 8ePzUc\# 1n $
^687U,+ q(5 "N=q>jaX 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。 uD`Z\@Z lF$$~G
OJLyqncw ve*6WDK,H
_b[Pk;8}j; R1:7]z0B
9:Z|Z?>? g^k=z:n3,
k%LsjN.S 8w3Wy<}y 分析 2u}ns8wn 这个系统的点扩散函数: y)`q% J& • Log (Normal PSF) Uetna!ABB • λ = 0.55 mm 'G3|PA7v • 0.32 waves 3rd order spherical Z^yn S • EPD = 10 mm leJ3-w{ 2 • f/# = 9.68 Olq`mlsK 点扩散函数如下图: #pMpGw$ RgVg~?A@
v/G^yZa w"h'rw 系统的点扩散函数是: ]Ai!G7s8P • Log (Normal PSF) GF*E+/
; • λ = 0.55 mm #U/L8 • 1 wave 3rd order spherical 'i8?]`
T • EPD = 13.31 mm `)1qq @ • f/# = 7.27 2!Pwg0%2 点扩散函数如下图: %VgK::)r n,|YJ,v[
:,MI,SwnS $/P\@|MqYQ 演算 ^|%7}=e 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: j(Tk6S
W o$UV
q%Lw#f ;0E[ ;
L! 在这个等式中变量定义如下: 6E:5w9_=c • 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) VD2o#.7*eu • 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) <D(|}5qR • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 2H`;?#Uq: • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Th 5}?j7 • 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, ...) ]+AgXUrbOD • 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) yI$MqR • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) eLop}*k • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 6NzS < • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 AKKVd%
P( • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) *(Us:*$W. • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) @-}!o&G0 • F == focal length(焦距) \&%y4=y<sE • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) A,GJ6qp3 比较 >qynd'eToR 在下图中: Sy34doAZ 透镜EPD=10mm hHqsI`7c 截止频率=184lp/mm SCD;(I~4 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。 C=PV-Ul+ L"V~MF
fZJ O} e#{l 在下面的图表中: 0Ewt
>~n 透镜EPD=13.31 mm %v1*D^)) 截止频率=250 lp/mm IHf#P5y_ 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 M%FKg/ )]m_ L$9
m_>~e}2'A ^]?Yd )v 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 .[X"+i\ 8]0?mV8iOE
82Nw6om6i tsqWnz=) 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: JWs?az OL$^7FB
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