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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 TI>5g(:3\ u3T-U_:jSV 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。 Xs03..S dwO fEYC 建立系统 S%SYvA oD)x\ )t8 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。 n,N->t$i -y`Pm8
b<h((]Q>^ i~@gI5[k+ 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 -&+:7t bnxp[Qk|5
,=/9Ld2w9 0.MB;gm: @0 +\:F 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 .N(R~_ L&\W+k
Yuv(4a<M% r~b.tpH
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T5d]MU V@'Xj .ze 分析 fu7x,b0p 这个系统的点扩散函数: c`E>7Hjr- • Log (Normal PSF) t]xz7VQ • λ = 0.55 mm <ZC.9 • 0.32 waves 3rd order spherical y?sz&*: • EPD = 10 mm H_xHoCLI • f/# = 9.68 [P2>KQ\ 点扩散函数如下图: r=j?0k '}] gS(3 m_
SSe;&Jk2d 9Po>laT
5 系统的点扩散函数是: s_^`t+5 • Log (Normal PSF) |nMjv]# • λ = 0.55 mm Agd"m4! • 1 wave 3rd order spherical vJE=H9E • EPD = 13.31 mm qlhc"}5x } • f/# = 7.27 vfSPgUB) 点扩散函数如下图: mnTF40l `zoHgn7B9q
I:dUHN+@L5 v.ZUYa| 演算 8\J$\Edv 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: w1Bkz\95 |
BaEv\$K
h;=~%2Y r] /Ej!| 在这个等式中变量定义如下: "rdpA[>L • 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) L7ae6#5. • 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) 2)EqqX[D • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx VgPlIIHh5 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); RHsVG &<j • 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, ...) %YVPm*J~ • 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) |=5zI6pT • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 8UB2 du@? • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 0hY3vBQ! • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 5K
Ij}VN • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) #(
.G;e;w • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) @tT`s^e • F == focal length(焦距)
II'.vp • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) (XK,g;RoEn 比较 F`KXG$ 在下图中: NXD- 透镜EPD=10mm ;X}2S!7Ko 截止频率=184lp/mm j32*9 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。 rDl/R^w" Boj R"
dr)*.<_+a( \: ZDY(>1 在下面的图表中: olv&K(-ccI 透镜EPD=13.31 mm e;v7!X 截止频率=250 lp/mm Q7amp:JFb 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 H~*N:$C M|nLD+d~8
drpx"d[c
kNP-+o 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 LYAGpcG p*K #s1
23|JgKuA "tT4Cb3 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ZQ"dAR/y ; &rxwL
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