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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 (9E( Q*J5x C(}^fJ6r 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。 f#1/}Hq/I emA.{cVr! 建立系统 oI*d/* aFyh, 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。 f`,-b |4Qx=x>
fSbS(a |88CBiu} 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。 (nq^\ZdF jKS!'?
^}hJL7O' ndqckT@93 },&h[\N{6 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。 RJ@\W=aZ s"q=2i
#,TELzUVE Vu%n&uF
qIz}$%!A 0t+])>
CG.,/]_ UoHd -
/22nLc;/Cx ?.Q3 pUT 分析 a_MFQf&KV 这个系统的点扩散函数: ';Nu&D#Ph • Log (Normal PSF) IytDvz*| • λ = 0.55 mm ,m:L2 -J@ • 0.32 waves 3rd order spherical 7k'gt/#up • EPD = 10 mm @7%.7LK • f/# = 9.68 68p R: 点扩散函数如下图: ]
opto O>%$q8x@i
|g!`\@O C B/r]+4 系统的点扩散函数是: ioWo ] • Log (Normal PSF) modC6d% • λ = 0.55 mm $it@>L8 • 1 wave 3rd order spherical e^8BV;+c • EPD = 13.31 mm ke\[wa_!6b • f/# = 7.27 7E\g
&R. 点扩散函数如下图: 4gb'7' lm*g Gy1i
Mb.4J2F ? D"!jbVz]* 演算 x6v,lR 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: oqYt/4^Q L#2ZMy
$''UlWK 6OtVaT=}<O 在这个等式中变量定义如下: n]iyFZ`9 • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) #Kl}= 1
4 • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) '%&z.{ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx |z*>ixK • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); >Nh`rkR2[ • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) l `R KqT+ • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) MMd.0JuaO • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) )~dOmfw%| • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 |IN[uQ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 j^ nu| • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) uY]0dyI • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ^1 ;BiQ • F == focal length(焦距) ZLrHZhP-+ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 2M&$Wuu.q 比较 SY T$3|a 在下图中: ?Oc
- aa 透镜EPD=10mm RB;BQoGX 截止频率=184lp/mm >
c:Zx! 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。 RG}}Oh="v D5L{T+}Oi%
,v7Q *3 bLlH//ZRH 在下面的图表中: :,~K]G 透镜EPD=13.31 mm NzlAC 截止频率=250 lp/mm 4K7{f+T 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 M*`hDdS c\K<sM{
X~L!e}Rz ) EXJ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
H=<LutnZ ) rpq+~b
^Xs]C|=W %b?uW]j: 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: K<RqBecB ag;dc
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