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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 wWjZXsOd ?`ETlFtD4 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。 o9I=zAGjy OolYQU1_ 建立系统 '/l<\b/E XFJGL!wWm[ 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。 oD1rt>k s6=jHrdvv
L-.
+yNX) _Q XC5i 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。 Fo\* Cr9D 4yy9m8/
RLl*@SEi" (lPiv+'n *Ae>
,LyE 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。 o@T-kAEf-. 9R$0[HbI3
pjG/` ->"Z1
cg`bbZ D@.+B`bA
f8ucJ.{" >~_oSC)E
BF)!VnJ z{;~$." 分析 mO#62e4C 这个系统的点扩散函数: +UvT;" • Log (Normal PSF) ZQ@Ul • λ = 0.55 mm ,u.G6"< • 0.32 waves 3rd order spherical J ZH~ { • EPD = 10 mm LR`]C] • f/# = 9.68 b{
M'aV 点扩散函数如下图: !i4/#H /O`<?aP%
.|?UqZ(, zDK"Y{ 系统的点扩散函数是: PCqE9B)l • Log (Normal PSF) RX])#=Cs • λ = 0.55 mm >~+qU&'2 • 1 wave 3rd order spherical $0[t<4K`yn • EPD = 13.31 mm /9QC$Z):< • f/# = 7.27 )#%v1rR 点扩散函数如下图: d@b" ~r} p)&Yr
^uCZO a8w/#!^34 演算 1r9.JS 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: 7cMHzhk^ nNc>nB1
Mp-hNO}.Z 9_Ws8nE 在这个等式中变量定义如下: H{1'OC • 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) yiO/0n Mp • 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) ?GT,Y5 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx *!5X!\e_ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); <>71;%e;' • 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, ...) 'nQQqx%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) fVvB8[(;~ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) T8t_+|(
G • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 R!z32 <5k
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 pP|LSrY! • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) =zsA@UM0 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) @h
E7F} • F == focal length(焦距) \c(Z?`p]R1 • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) -\I".8"YE 比较 *]K/8MbiF
在下图中: Sv>bU4LHf 透镜EPD=10mm #E;a;$p 截止频率=184lp/mm -Cc2|~n 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Y'U]!c9 E'^$~h$
?#0m[k&` '7yVvd 在下面的图表中: Qz4n%| 透镜EPD=13.31 mm vxZ :l 截止频率=250 lp/mm "lnI@t{o 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 $ISx0l~ fN_Ilg)t?5
w:3CWF4q] MZWicfUy 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 XCyAt;neon o?`^
UG-
2]'cj njGZ#{"eC 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: L)QAI5o:3 f7v|N)
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