infotek |
2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 hX`hs-*qM #
altx=6' 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。 4(Ov1a> |+35y_i6 建立系统 gXonF' "z0zpHXek 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。 @g2cC KhCzD[tf
5Xl/L %1.]c6U 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。 }tH[[4tw, ~XyW&@
MZTx:EN! R)M_|ca ~7$&WzD 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 Y4cYZS47 Z.W66\8~}^
z
>YFyu#LF +2K :qvzZ
:Xn7Ha[f {/X4(;~0
i
`s|,"0o lz?;#U
~6pr0uyO` ybeKiv9 分析 6*qL[m.F[o 这个系统的点扩散函数: kloR#?8A • Log (Normal PSF) )J_\tv • λ = 0.55 mm p}|.ZkyN • 0.32 waves 3rd order spherical uGwJK`!~ • EPD = 10 mm Vo9F • f/# = 9.68 xXY.AoO6 点扩散函数如下图: `}m Q SG?Nsp^%`B
)mJf|W!Z# "+z?x~rk 系统的点扩散函数是: kM'"4[,nz • Log (Normal PSF) ?E9D Xg • λ = 0.55 mm N7b1.]< • 1 wave 3rd order spherical \":?xh_H • EPD = 13.31 mm WpS1a440 • f/# = 7.27 4EXB;[] 点扩散函数如下图: ;>%~9j1C Bd^"=+c4
'S<%Xm '=E3[0W 演算 +&X%<S
W 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: ]Ni;w]KE Nrah;i+H\o
p1D[YeF4 (=16PYs 在这个等式中变量定义如下: 3;7q` • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) \eGKkSy • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) `:wvh( • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx R7s|`\ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ESg+n(R • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) [xfaj'j=@ • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) R#n%cXc| • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 'q>2t}KG • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Uu"0rUzt • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 rVtw-[p • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 2oZ9laJO • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) aup6?'G; • F == focal length(焦距) tu>{ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) '.Ym!r~wL 比较 W%e_~$H0 在下图中: [ U8$HQ+x 透镜EPD=10mm 6*nAo8gl 截止频率=184lp/mm .fzu"XAPu 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。 Z~6[ Z ++}\v9Er
`W `0Fwu9 ]DvO:tM 在下面的图表中: :%JC^dV( 透镜EPD=13.31 mm 6al=Cwf 截止频率=250 lp/mm 9p@C4oen 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 lFUWV)J\ tfkr+
/
L{ho*^b E2AW7f(/ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 DjCx~@ p T[gdhc
'PlaM Oy ~|Z'l%<Os 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: %8)W0WMe I,ci >/+b
|
|