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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 "yz\p, @"/}Al 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。 {tT`It 7O9s5 建立系统 G^(&B30V 2s4=%l 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。 xXx`a\i Z*TW;h0ZQ3
__V]HcP; \G= E%aK 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。 >=`c [=:Z_ n% `r
QlS5B.h, |ber:1 23f[i<4e 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。 -+9x 0-P <bx9;1C>zd
V-cuG. .#:,j1L"53
QB.'8B_ 8@fDn(]w
ft'iv 4'd{H
Rs
C}h@ El r~}}o o4K 分析 psZeu*/r 这个系统的点扩散函数: ,Mhe:^3 • Log (Normal PSF) )a^Yor)o" • λ = 0.55 mm S[a5k;8GL • 0.32 waves 3rd order spherical |tg?b&QR • EPD = 10 mm b66X])+4jE • f/# = 9.68 zkp
Apj]. 点扩散函数如下图: 2&Byq 0v@/I<
[\b_+s)eN Lmwh`oOl 系统的点扩散函数是: +hg\DqO^M • Log (Normal PSF) rEhf_[Dv • λ = 0.55 mm }x.)gW • 1 wave 3rd order spherical p0rwiBC=q • EPD = 13.31 mm Ib2 @Wi • f/# = 7.27 tqQ0lv^J 点扩散函数如下图: _=L;`~=C9e RGO:p]t|
^@Qi&g`lr? 5ZA%,pH>Jq 演算
Is@a,k 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: N}Ks[2 |mk}@OEf
5b#6 Y aE BP9RX}z 在这个等式中变量定义如下: s1vrzze • 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) 5(|M["KK~ • 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) ^V}R(gDu}s • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx Uk:.2%S2 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Q$)|/Y)) • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) y<`?@(0$ • 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) eFSC^ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) B~>cNj< • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 qd+[ShrhqZ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 VxN64;|= • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) R*@[Pg* • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 0sd-s~; • F == focal length(焦距) b#g
{`E • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) JYd7@Msfc 比较 Iv(Qa6( 在下图中: v'Vt
.m&9& 透镜EPD=10mm QP%kL*=8 截止频率=184lp/mm |WAD $3 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。 ch>Vv"G> ~g1, !Wl
JT|u;Z*n Q)S>VDLA 在下面的图表中: 0i\',h}9 透镜EPD=13.31 mm "]m*816' 截止频率=250 lp/mm R|1xXDLm*E 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 =x^l[>sz MdH97L)L.0
`4%;qLxngP ole|J 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 )_8}53C *J_iXu|
voV:H[RD9 Vf0fT?/K 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7%9)C[6NSs >{m2E8U0
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