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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 $=E4pb4Y wn_
>Vi1 FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 X4hz\={ `{Oqb 建立系统 &4WA/'>R Pz2Q]}(w 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 |/l] ]+ UIf#Gy|l
WQVU 82b* Rh"O$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。 GR*sk#{ g]z k` R5
8NNh8k#6 cOpe6H6,bz ,|\\C6s 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。 wo(O+L/w MhE".ZRd
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ke W7pN? ]-#/wC[$l=
_ti^i\8~ }eZ\~2
C "@>NC_ s1W n.OGR4 分析 0$Mxu7 / 这个系统的点扩散函数: k3B_M9>!
• Log (Normal PSF) #X*);cn • λ = 0.55 mm Gy["_;+xU • 0.32 waves 3rd order spherical AdDR<IW • EPD = 10 mm -t<1A8% • f/# = 9.68 VK*H1EH1 点扩散函数如下图: (HeSL),1 m !<FlEkN
4PS| Wy6a4oY 系统的点扩散函数是: pl,XS6mB • Log (Normal PSF) 1 <T| • λ = 0.55 mm $;ny`^8 • 1 wave 3rd order spherical a[zVC)N0 • EPD = 13.31 mm qu$FpOJ
• f/# = 7.27 >{Mv+ 点扩散函数如下图: e"sv_$* sEw ?349Bz
/\Xe'& /03Wst 演算 wt@TR~a 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: .@;5" T&S=/cRBK}
V{>;Z vj1R nZNS}|6 在这个等式中变量定义如下: ^z qQ8{oV • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) ^o q|^O • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) ZK2&l8 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx [Ax:gj • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); &dw=jHt • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) 9$[MM*r • 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) ,:-^O# • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) {uZ|Oog(p • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Ax@7RJ|| • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 kMEXg zl • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ^-~=U^2tC • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) (<OmYnm • F == focal length(焦距) Z5wQhhH • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) lQ[JA[ 比较 Ty!V)i 在下图中: k{Y\YG%b
透镜EPD=10mm _Y6Ezh. 截止频率=184lp/mm #sv}%oV,F 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。 ?6N\AM' i8EKzW
/
)[\+Nc f::^zAV 在下面的图表中: ]5ibg"{S 透镜EPD=13.31 mm ~<Wa$~oY 截止频率=250 lp/mm #t# S(A9) 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 drwxrZt v=uQ8_0~N
l9y %@7 v )2yR~J 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 BTA2[' vj#m#1\f
/<O9^hA| @JP6F[d 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 5*B'e{C bgInIe
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