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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 qe!\ oh Q_bF^4gt 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。 ,rB"ag ! j z aC 建立系统 :n:Gr? Q-X<zn 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。 +K3SAGm 7B`,q-x.
L+}q !'8S wsyG~^> 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。 f*VBSg[` h]rF2 B
:RsO$@0G W?a2P6mAh f#RI&I\ 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 !H`Q^Xf} DlkHE8r\
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9{?L3V!+r [Yx)`e
e>-a\g Jl^Rz;bQ- 分析 %-y%Q.;k? 这个系统的点扩散函数: 2 0Xqs, • Log (Normal PSF) [b:$sR; • λ = 0.55 mm =X(8[ e • 0.32 waves 3rd order spherical 8]6u]3q# • EPD = 10 mm aI$D
qnF4 • f/# = 9.68 j +j2_\ 点扩散函数如下图: o#KGENd ?=:wIMV
h&3*O[` B/S~Jn 系统的点扩散函数是: jXEuK:exQ • Log (Normal PSF) ({#9gTP2b • λ = 0.55 mm lP>}9^7I! • 1 wave 3rd order spherical D|W^PR:@h • EPD = 13.31 mm FE+Y# • f/# = 7.27 ^`Tns6u> 点扩散函数如下图: ?UC3ES pA(B~9 WQ
cTO\Vhg gU7@}P 演算 `C~RA,M 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: -c-#1_X5 #rL%K3'
)J?Nfi% SF.4["$ 在这个等式中变量定义如下: &Q>)3] |p • 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) D-8NDa(` • 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) 0n25{N • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx LRO'o{4$E • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0h~Iua5 • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) <}~`YU>=v • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) ,Vz
1l_7 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) U$[C>~ r • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 5!2^|y4r • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 KX e/i~AS • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) W=v4dy]B • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) FNpMu3Q • F == focal length(焦距) B3V:? # • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) c+l1#[Dnc 比较 ITj0u&H: 在下图中: a+$WlG/x 透镜EPD=10mm !xs.[&u8 截止频率=184lp/mm +*2wGAT 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。 ZCJOh8 i)nb^
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7 在下面的图表中: fsU6o4 透镜EPD=13.31 mm TrxZS_ 截止频率=250 lp/mm Nz`4q%+ 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 B4^+&B# J /3qJst
pkjf5DWp YfBb=rN2s 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 # Ny
v?zA86d_
^06f\7A (lwrk( 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: zk8 o[4 L8K=Q
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