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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 blkPsp)m" +&<k}Mz 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。 AN)r(86L fk\]wFj 建立系统 ~^fb`f+% I]WvcDJ}C 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。 O.{ CXTtN9N9
VeOM `jy =o'g5Be<F 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。 $Xqc'4YOZ h\+8eeIl
Ydyz- \$gA2r Qm_;o( 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。 % pAbkb3m $"?$r
R^"mGe\LL U(%6ny
%\~U>3Q sj6LrE=1
0-/@-qV\ n3$u9!|P
UUF]45t> -C* 6>$A 分析 uG-S$n"7K 这个系统的点扩散函数: m[BpV.s • Log (Normal PSF) E%a&6W • λ = 0.55 mm hDc2T • 0.32 waves 3rd order spherical 'lOQb) • EPD = 10 mm p[)yn%uh • f/# = 9.68 *w}r:04F 点扩散函数如下图: &>G8DvfJ9 9_~9?5PU
i(V r,Msg&rT 系统的点扩散函数是: .:e#!~Ki • Log (Normal PSF) 4M+f#b1 • λ = 0.55 mm 4
[]!Km • 1 wave 3rd order spherical _,igN> • EPD = 13.31 mm LLbI}: • f/# = 7.27 Dn#UcMO>W 点扩散函数如下图: -#R63f& md|I?vk
j,z)x[3} XXeDOrb 演算 r>.l^U9hJ 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: D%6}x^`Qk _xnJfW_
-
b` Q5_ ,`r` 在这个等式中变量定义如下: '2rSX[$tf • 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) 'pF$6n; • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) *xpPD\{k • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 7uOtdH+ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 'z@]hm# • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) v?n# C • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 735l&(3A\ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 2EO9IxIf • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 R[TaP7n • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 e)3Mg^ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ;ZkY[5 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) dP#7ev]'
• F == focal length(焦距) NGZtlNvh • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ,mz7!c9H^a 比较 1`l(H4 在下图中: /q/^B>] 透镜EPD=10mm ]/AU_& 截止频率=184lp/mm 9Vt6);cA-] 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 JIc9csr:b `M-
!>&G+R+k i.7$~} 在下面的图表中: G/w@2lYx 透镜EPD=13.31 mm {}=5uU 2Tu 截止频率=250 lp/mm Ki%)LQAg 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 !~j9Oc^
0BAZWm
%:dd#';g ?*<1B 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 PE[5oH 1k"i"kRM
WMFn#.aY5 (X (:h\^ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: J|cw9u `];ne]xM
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