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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 p.5e:
i^LJ /~tP7<7A 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。 js
-2"I 94y9W# 建立系统 #hy+ L {l@WCR 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。 jI A#!4 2
ZK%)vq0
-zdmr"CA +X[8wUm|^ 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。 l/QhD?)9 [Teh*CV
>9MS"t 9OfU7_m )T/J 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。 :T5A84/C v1h.pbz`w
6<PW./rk: F)7j@h^
~2(]ZfO?>H }2=hd. .
c})wD+1 03Ukw/D&
;Gh>44UM[ n$xszuNJ` 分析 >uHb ^ 这个系统的点扩散函数: ?M~
k$ • Log (Normal PSF) 5VZjDg? • λ = 0.55 mm )(]Envb?A0 • 0.32 waves 3rd order spherical #2N_/J(U • EPD = 10 mm *E7R(#,yC • f/# = 9.68 -x5F;d} 点扩散函数如下图: O+b6lg)q GMw)*
bS%C?8 qlvwK&W<QM 系统的点扩散函数是: e5 3,Rqi)@ • Log (Normal PSF) e[8UH =`| • λ = 0.55 mm gH'3 dS!{ • 1 wave 3rd order spherical 1mix+.d • EPD = 13.31 mm zofx+g\(W • f/# = 7.27 &(7$&Q 点扩散函数如下图: B!uxs B:nK)"{
8)?_{ LQ>$>A( 演算 NNp}|a9 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: lQ$+JX;n(y A2BRbwr>
yquAr$L! !5~k:1= 在这个等式中变量定义如下: 7>mhK7l • 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) _Jy,yMQ^[_ • 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) |]tZ hI"3< • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 2vvh|?M • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 61>f(?s • 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, ...) }LQ\a8]< • 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) MQ9vPgh • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ]5)"gL%H` • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 `M0YAiG • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 dN0mYlu1| • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) [4\aYB 9N • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) U{HML| • F == focal length(焦距) n.ct]+L • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) Fs) 比较 =y<0UU 在下图中: )cKj iXn 透镜EPD=10mm *m&%vj.Kc 截止频率=184lp/mm 63C(Tp" 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。 0Az/fzJlz gmDR{loX
H`gb}?9R x=vK
EyS@ 在下面的图表中: ^vW$XRnt 透镜EPD=13.31 mm N6q5`Ry 截止频率=250 lp/mm j/'
g$ 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 KC]tY9 FK P9s_2KOF
)ji@k(x27q B/G3T
u uG 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 om>VQ3 gCL{Cw
K( z[} sJv`fjf%8 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ftaBilkjp ydup)[n
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