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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 )M[FPJP} :c )R6=v 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。 @RoU VRY@}>W' 建立系统 hmb=_W km
lb,P 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。 +[S<"}ls7 z?`7g%Z?{
7+[L6q/K q
%tq9% 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。 {ynI]Wj`L tLdQO"
S4(?=,^- ~e){2_J&n ^y|`\oyqwN 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。 [fkt3fS k4:=y9`R}$
'?{L
gj^R }J\7IsM&
^tjM1uaZ5( ^QHgc_oDm
we*E}U4 lqAv
pg<cvok md : Wx 分析 "Nq5FcS9 这个系统的点扩散函数: G(hnrRxn • Log (Normal PSF) R-f('[u • λ = 0.55 mm EWVn*xl? • 0.32 waves 3rd order spherical EzCi%>q • EPD = 10 mm [$\VvRu% • f/# = 9.68 poqNiOm4% 点扩散函数如下图: Wp^|= #.OCoc
$B%3#- &&96kg3 系统的点扩散函数是: }72 +i • Log (Normal PSF) 9Z3Y, `R, • λ = 0.55 mm MP
Q?Q]' • 1 wave 3rd order spherical A_J!VXq • EPD = 13.31 mm 8 }Maj • f/# = 7.27 `n e9&+ 点扩散函数如下图: Y#U0g|UDn kH62#[J)yM
}.<]A dFnu&u" 演算 `DP4u\6_ 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: Thp!X/2O` IU]@%jA_:A
3J^'x
JU=4v!0 在这个等式中变量定义如下: anUH'mcK* • 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) 6bbzgULl • 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) a
0qDRB • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ,L(q/#p • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); EI&)+cC • 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, ...) YJ 01- • 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) F4&`0y: • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) gBXbB9 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 U+ief?;4F • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 DDU)G51>d • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) >t $^U • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) P # Z+:T • F == focal length(焦距) yd`f<Hr<m • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 1jj.oa] 比较 H3BMN}K~ 在下图中: t^<ki?* 透镜EPD=10mm 7{u1ynt 截止频率=184lp/mm %4h$/~ 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。 #)<WQZ) (d=knoo7A
E#M4{a1 W}> wRy 在下面的图表中: roWg~U(S 透镜EPD=13.31 mm um
mkAeWb 截止频率=250 lp/mm !
d " i 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 ZG-[Gz sfEy
1}I%yOi) DE14dU 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 c_.4~>qw N51RBA
>^+c s^jCM `F' >NNY 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Bpl(s+ 4.i< `'
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