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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 LvsNU0x me+F0:L 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。 'n9<z)/,! V?a+u7*U& 建立系统 @C]Q;>^| t_-1sWeA! 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。 yj6o533o 0jlwL
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Nl|a 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。 iG\] cBl
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PfaBzi9?f W3XVr& jb!R 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。 FZW)C'j t4a/\{/#9|
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MT8BP)C I.f)rMl+h
`h>a2 . C g2Y 分析 s&<6{AU(id 这个系统的点扩散函数: \"]vSx> • Log (Normal PSF) |mSF a8G@ • λ = 0.55 mm !$/1Q+ • 0.32 waves 3rd order spherical y~.k-b<{[ • EPD = 10 mm {9tKq--@E9 • f/# = 9.68 -R^OYgF 点扩散函数如下图: #}/YnVk mVg$z
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UZHX5+S wj-=#gyAoo 系统的点扩散函数是: As$:V<Z • Log (Normal PSF) y;)j • λ = 0.55 mm ax]Pa*C} • 1 wave 3rd order spherical `D0>L' • EPD = 13.31 mm j-egsKR • f/# = 7.27 xWw Qm'I2} 点扩散函数如下图: Qi
3di BO#XQ,
P}] xz Vy J}Q4.1WG$ 演算 Q>jx`68'KI 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: e)pQh&uD w4m-DR5
(;f7/2~` -^C't_Q o 在这个等式中变量定义如下: K%Dksx7ow • 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) }ze,6T*z • 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) Ck71N3~W • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx %\5wHT+) • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ra="4T$va • 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, ...) Q}pnb3J>T • 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) lzJ[ `i. • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) E\3fL"lM • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 [(Z sQK • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 T7vSp<i/ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) {[r}&^K15 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) (zW;&A • F == focal length(焦距) Rgb1B3gu • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) qH3<,s* 比较 @8IYJ{= 在下图中: I%.96V 透镜EPD=10mm <78]OZ] Z 截止频率=184lp/mm 28 h3Ayw4 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。 3~zK :( udRum7XW3
9.<d S I)
mP? 在下面的图表中: `t0?PpUo 透镜EPD=13.31 mm ``%uq)G=D 截止频率=250 lp/mm XkB^.[B 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 m7zx,bz> YeN /J.R
4>q^W $ $U,`M" 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 @,Je*5$o" 6XVr-ef
%9|}H [x ( K5w0 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: t;[L-|^ q3+G
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