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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 -@> {q/
x=*Y| 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。 t'44X `O\>vn 建立系统 gVG^R02#<k U^PXpNQ' 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。 'cO8& | |1@O>GG
Olzw)WjG F.vRs|fk 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。 w.m8SvS&b Wb}-H-O
Zl>SeTjB- K6v~!iiK$ _U~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。 <9@n/ Z=Y29V8
RC_Pj) Jm4uj&}3
KsULQJ#, XFhH+4#]
PD&e6;rj; //@6w;P
+g1>h,K 3 k{*EoV[.$ 分析 #BRIp(65-6 这个系统的点扩散函数: 7
A0?tG • Log (Normal PSF) 0,hs%x>v • λ = 0.55 mm $0Y`>3 • 0.32 waves 3rd order spherical G$C2?|V)= • EPD = 10 mm %FjUtB • f/# = 9.68 ,hzRqFg2 点扩散函数如下图: OX"Na2-el m>uG{4<-
2}^=NUM\NX I9kz)Q o 系统的点扩散函数是: W?Z>g" • Log (Normal PSF) Dw
i-iA_q • λ = 0.55 mm 6J;!p/C8E • 1 wave 3rd order spherical Cmx<>7fN • EPD = 13.31 mm ,:Px(=d4 • f/# = 7.27 $#=d@Nw_ 点扩散函数如下图: i#:To
|\u VxY]0&sq
4X=VNORlU0 Gamn,c9 演算 *~8F.cx 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: "kApGNB {C w.?JU
S257+ K9 ~gX1n9_n 在这个等式中变量定义如下: g1t6XVS$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) 0H_Ai=G • 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) x}2nn)fdZ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx *(x.egORd • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); {t;o^pUF • 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, ...) Oti;wf G7o • 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) c =m#MMc) • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) $#V'm{Hh • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 &A
s>Y,y • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 &r[f ;|o
• Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) _`gF%$]b • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 7~2_'YX>: • F == focal length(焦距) %Z6Q/+#fn • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Mnranhe>G 比较 ,Ee5}#dI 在下图中: V_3oAu54s{ 透镜EPD=10mm {/noYB<; 截止频率=184lp/mm ]v<8l4p; 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。 >FE8CH!W& -#I]/7^
|6So$;` knO
X5UnS 在下面的图表中: i?^L",[ 透镜EPD=13.31 mm bB4FjC': 截止频率=250 lp/mm J *LPv9) 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 Wl3S]4A KaEaJ
r QzdHA @*rMMy 4 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 !$98U~L sd4eG
IWYQ67Yj |}{gE=] 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: X!g;;DB\ =?|$}vDO[
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