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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 #Mk:4 .43cI( 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。 g9VY{[V w"dKOdY 建立系统 6z6\xkr T7.SjR6X> 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。 N5sVRL"7 C:5d/9k
R"P-+T=7M "uIaKb 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。 N AY3.e wW)(mY?
we^'R}d _&S#;ni\c zN]%p>,)HB 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。 "H`Be -6NoEmb)\'
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y<Xu65 C]5 kQ1Og
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[*zg? ur 分析 !R\FCAW[x 这个系统的点扩散函数: 'gs P9 • Log (Normal PSF) r=Lgh#9S • λ = 0.55 mm N\|z{vn • 0.32 waves 3rd order spherical H2Wlgt • EPD = 10 mm fpo{`;&F • f/# = 9.68 n^ fUKi*; 点扩散函数如下图:
0]c&K x@rQ7K>
q: FhuOP ~BJE~ 系统的点扩散函数是: Z*mbhod • Log (Normal PSF) R`a~8QVh&5 • λ = 0.55 mm I]e+5 E0 • 1 wave 3rd order spherical o68i0aFW • EPD = 13.31 mm N2A6C$s • f/# = 7.27 si6CWsb_ f 点扩散函数如下图: b1 w@toc =ejU(1 g
YFB>GQ; Y&O2;q/B 演算 4{zy)GE|W 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: #d\&6'O naf ~#==vc
\uPzj_kU6 1a{3k#} 在这个等式中变量定义如下: Fk 3(( n= • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) A<)n H=G& • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) 8ex;g^e • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx PZ8,E{V • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); EA6l11{Gk1 • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) ;NRh0)%|o • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 3jxC}xz) • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) C-c'"FHq • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 \/3(>g?4 • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ~KS@Ulrox • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 8Zsaq1S • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) }BlyEcw'aN • F == focal length(焦距) K}@rte • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) !9/`PcNIpy 比较 xo'!$a}I2 在下图中: lY
tt|J 透镜EPD=10mm BkXv4|UE 截止频率=184lp/mm /y-D_ 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。 Zc~7R`v7} WC~;t4
LsERcjwwK d[3me{Rs 在下面的图表中: Pqya%j 透镜EPD=13.31 mm lUEbxN 截止频率=250 lp/mm X|hYZR 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 :Pdh##k K.}jOm
J2VPOn ?Xypn#OPt 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 V[/9?5pM NzQvciJ@"
9S]pC?N]E qK%N{ro[{? 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Ln,<|,fZN # atq7tX
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