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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 oc2aE:>X >%"Q]p 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。 iZ`1Dzxgk kt";Jx 建立系统 C+WHg-l Efb S*f5 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。 ;,z^!bD F7(~v2|
;'Pi(TA) S*H :/Ip 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。 [xXml On! VesO/xG<
|\/0S aBM'ROQ ':7%@2Zo 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。 r: _-Cj N_vVEIO9
_+,2b:D: NVnKgGlHgd
F:/R'0 cLQvzd:h=
MwxfTH"wi ta+'*@V+G
lQ%]](a6 ?l_>rSly5 分析 b8J\Lm|J 这个系统的点扩散函数: Xu1l6jr_ • Log (Normal PSF) 'aB0abr| • λ = 0.55 mm t|*PC • 0.32 waves 3rd order spherical AJrwl^lm • EPD = 10 mm PL8{|Q • f/# = 9.68 I `44}oJ 点扩散函数如下图: xG_ ;F 4\q7.X+^
%PG::b ZkYc9!anY 系统的点扩散函数是: s)HbBt- • Log (Normal PSF) <69/ZI),Y{ • λ = 0.55 mm !MB % • 1 wave 3rd order spherical |}*k| • EPD = 13.31 mm Gvt.m&_ • f/# = 7.27 xPh%?j?*v 点扩散函数如下图: xZ@H{): Y*``C):K%
"b*.>QuZ n@BE*I<" 演算 r0kA47 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(DGt 1vu4}%nD
-8tWc]c
|4 asR6,k 在这个等式中变量定义如下: <Ebkb3_ • 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) ) BTJs)E • 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) @Qx|!% • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx i^uC4S~ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); f?F
i{m • 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, ...) @hm%0L • 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) ja~b5Tf9 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) +D4Nu+~BSN • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 /-$`GT?l • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 /,5`#Gte_ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) v?<x"XKR • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) m7kDxs(KO • F == focal length(焦距) z$-/yT"M • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) #'<I!G 比较 hzPx8sO 在下图中: Xr M[8a 透镜EPD=10mm 9Pd~ 截止频率=184lp/mm mo#4jtCE 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。 @V]
Wm1g d"XS;;l%<
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$7)O&T*q' 在下面的图表中: Ats"iV 透镜EPD=13.31 mm v! @/ 截止频率=250 lp/mm dWD,iO_"@ 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm %8$JL=c wXZ.D}d
M)EKS :c)<B@NqNo 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 T|ZZkNP|6 1y0.tdI(
*&UVr =]xNpX) 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7L;yN..0 1a4QWGpq
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