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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 tW UI?\ 7p1Y g 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。 NVMn7H}>
j.&dHtp 建立系统 aF
2vgE\ R0Vt_7 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。 D>5)',D8xi 4t[7lL`Z
`]5qIKopL *p(_="J, 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。 I/(U0`% Fe!MA
hL3up] pZ rCw4a?YS a/V,iCiH 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。 MZt#T+b Lp&nO
V;: k- }+!"mJx@
%tVU Rj +
+L7*1t
?,$:~O*w sOLh'x f.
7z;2J;u`n NZ1B#PG,c 分析 E>_Rsw * 这个系统的点扩散函数: 77M!2S_E • Log (Normal PSF) RW&o3_Ua • λ = 0.55 mm +^BThrB • 0.32 waves 3rd order spherical x"z\d,O%W • EPD = 10 mm eX$KH;M • f/# = 9.68 ;{I9S' 点扩散函数如下图: ?^~ZsOd8B
}uIQ@f`
/l7 %x. WR #XPbk 系统的点扩散函数是: .eN"s' • Log (Normal PSF) h ;uzbu • λ = 0.55 mm )|=1;L • 1 wave 3rd order spherical ^|MS2' • EPD = 13.31 mm Pn9". • f/# = 7.27 hF-QbO 点扩散函数如下图: ,WE2.MWR g"/n95k<
/H<{p$Wd FsqH:I4O 演算 3V]dl)en% 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: ;!HQ!#B 8U@f/P
--]blP7 gxO~44" 在这个等式中变量定义如下: ]C^ #)7 • 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) '
wl}) • 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) _`SDG5 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ]2-Qj)mZ] • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); sNx_9pJs4 • 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, ...) [7><^?t
V • 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) (*A@V%H • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) K["rr/ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 BQfnoF • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 8~T}BC • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 4Y?fbb< • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ]ttF''lH • F == focal length(焦距) UI=v|<'- • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) N@PuC> 比较 5 51_;,t 在下图中: ?u2\*@C 透镜EPD=10mm ">7xSWR*4 截止频率=184lp/mm 7z$53z 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 EF&CV{Sw ubB1a_7
k:n{AoUc
F+Kju2 在下面的图表中: -$!r+4|q 透镜EPD=13.31 mm yPmo1|'X>d 截止频率=250 lp/mm \2u7>fU! 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 Jm ,:6T `u3kP
,%Z&*/*Oh ;ZB=@@l( 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 DvhFCA}z f IV"U
!9gpuS[ +m
J G:n 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: #reR<qp&] `/1rZ#
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