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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 88%7 Wp7lDx 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。 xz!b@5DR'% -J7BEx 建立系统 (9g L 2% ],0,o 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。 9g%1^$R ybsQ[9_36
z$#q'+$ er<yB#/;- 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。 S$O+p&!X %H)^k${
'OrGt_U )\nKr;4MH B49:
R> 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。 \gz(C`4{j clhmpu
EI+RF{IKh {owXyQ2mK
An0DqjR rV6&: \
6z-ZJ|? [)efh9P*
^"lVTDsU dnEIR5%+. 分析 eyM<#3\\S 这个系统的点扩散函数: a^{"E8j • Log (Normal PSF) j
p"hbV • λ = 0.55 mm 4F[4H\>' • 0.32 waves 3rd order spherical zWs("L(#s • EPD = 10 mm g &E3Wc • f/# = 9.68 Ms4~P6;% 点扩散函数如下图: 38<Z=#S azK7kM~
K_SURTys 0H9UM*O 系统的点扩散函数是: T`ofj7$: • Log (Normal PSF) r`dQ<U, • λ = 0.55 mm XRQz~Py • 1 wave 3rd order spherical a:v5(@8 • EPD = 13.31 mm 9~7s*3zI • f/# = 7.27 ;?h+8Z/{ 点扩散函数如下图: M6nQ17\{ WilKC|R]P
*F:)S"3_~e U ;%cp 演算 gZf8/Tp\z 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: uM"_3je{W2 C%RYQpY*c
l('@~-Zy #Sc9&DfX 在这个等式中变量定义如下: EvP\;7B • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) te[#FF3{ • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) `1`Qu! • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 0s$;3qE • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); `=Z3X(Kc • 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, ...) wU}%]FqtZ= • 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) 5+DId7d'n • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 6*&$ha}X • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 u7/]Go44 • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 PDgd'y • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) M\_IQj • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) f1$'av • F == focal length(焦距) -HU4Ow • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) o#K*-jOfiH 比较 ^TZ`1:oL# 在下图中: XN&cM,
透镜EPD=10mm vojXo|c 截止频率=184lp/mm Oq9E$0JW 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 #E$*PAB 7 1+
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FP<mFqy }?)U`zF)7} 在下面的图表中: s-801JpiJ 透镜EPD=13.31 mm OLZs}N+ ;] 截止频率=250 lp/mm k>)Uyw$! 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm 8l l}" 6Z l#$>P
";U#aK1p 5Q/jI$^h0Z 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 7G+E+A5o& lyD=n
3}}8ukq 9RPZj>ezjA 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: %"Ia]0 &+]-e;[
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