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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 /o)o7$6Q =
rLL5< FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 6s$jt-bH <h7FS90S 建立系统 -B l!s^-' `[*n UdG 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。 |#6))Dh Im* ~6[
'eRJQ*0F <#r/4a"V 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。 hL8GW> `a K
V-}:u(
3?rYt:Uf! ZC\&n4~7 `43X? yQ 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。 #& 5} R^*h|7)E
n2#Yw}7^,o :J{| /"==
`0qBuE_^h }j. [h;C6
|d B`URP Pfv| K;3i
XW*,Lo5>H\ J0eJRs 分析 ;=?f0z< 这个系统的点扩散函数: xc HG5bg| • Log (Normal PSF) ."#M
X! • λ = 0.55 mm E
=7m@"0 • 0.32 waves 3rd order spherical c<PML|e • EPD = 10 mm :172I1|7 • f/# = 9.68 %di]1vQ 点扩散函数如下图: .<Lbv5m 1JIo,7
lW!}OzE(m =QiVcw,G# 系统的点扩散函数是: C25r3bj • Log (Normal PSF) {B_pjs • λ = 0.55 mm W_ = • 1 wave 3rd order spherical ]^j'2nJv0 • EPD = 13.31 mm xp4w9.X5( • f/# = 7.27 L:(>ON 点扩散函数如下图: wLDWD,"K LXm5f;
A* =r~T5B S-8wL%r 演算 }c"1;C&{ 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: 38[k o3 FccT@,.F
;B'5B]A3 -666|pA 在这个等式中变量定义如下: jBTXs5q • 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) ygvX}q • 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) Wx i|(} • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx sL9,+ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); I\BcG(hlJ • 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, ...) n8!qz:z/ • 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) kbxy^4"X • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) A@W/ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 bvuoo/ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 .!kO2/:6 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) /-.i=o]b • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) qOusO6 • F == focal length(焦距) b* QRd • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) $E_9AaX 比较 T.fmEl 在下图中: x
tJ_azt 透镜EPD=10mm ?3{R'Buv] 截止频率=184lp/mm 4TBK:Vm5 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 lR^OS*v : DxCjv
d"1DE Vu%XoI)<KY 在下面的图表中: [BH^SvE 透镜EPD=13.31 mm 5i+0GN3nd 截止频率=250 lp/mm 6%p$C
oR 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 Q}a,+*N. <*g!R!
jL|y4 H9x,C/r, 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 8fn7! zH1pW(
Koi _86#$|kw 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: %7X<:f|N8x hrT_0FZV
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