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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 #n2GW^x d[TcA2nF 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。 FuEHO 6nx e=8ccj 建立系统 /V7u0y w\$b(HC 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。 ip1jY!
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27u$VHwb 7-^df0 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ,wRrx& jVfC 4M7 ,
P-+ ^YN, qn+m lduU ;GH(A=}/Y 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 T,WWQm t{?_]2vl
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<a$cB+t jg%D
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N3x}YHFF K.X% Q,XD 分析 'JkK0a2D 这个系统的点扩散函数: Nk=M • Log (Normal PSF) }jIb ^|#CD • λ = 0.55 mm ]'M4Unu#@ • 0.32 waves 3rd order spherical J4S2vBe16 • EPD = 10 mm oiFtPki • f/# = 9.68 Y~Jq ! 点扩散函数如下图: Q{$2D& `P# h?tZ
>fb*X'Zi% L G=Q 系统的点扩散函数是: 4<LRa=XT$ • Log (Normal PSF) 8,['q~z • λ = 0.55 mm SKcAZC • 1 wave 3rd order spherical *qpmI9m • EPD = 13.31 mm WX?|iw
I~ • f/# = 7.27 r*tGT_/6 点扩散函数如下图: d6M
d~$R [2&Fnmjk}X
zA+^4/M =x[`W9.D 演算 ;dPLi4=o 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: 7J 0!vq i5_gz>
xNm<` Y? B*?v`6 在这个等式中变量定义如下: K-#Rm%J+Wy • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) fE^rTUtn • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) {8JJ$_ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
;xry • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); koAc-o
• 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, ...) ,:;_j<g`e • 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) =v8#@$ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 9D
0ujup • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 p\!+j@H: • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 cFuvi^n\ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) nQ/El&{ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) $/pd[ H[{ • F == focal length(焦距) `aSz"4Wd • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) o3uv"#
C 比较 P/ug' 在下图中: _A%z^&k(i 透镜EPD=10mm Va
!HcG1^: 截止频率=184lp/mm IcaF4# 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。 o"5R^a@ ogQbST
M)-+j{< RL>[t 在下面的图表中: n:; 2Z 透镜EPD=13.31 mm >Y[{m $- 截止频率=250 lp/mm RAxA H 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 Ip<STz]- \:O5, wf2
o/9 V1" %n{E/06f 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 s%p(_pB Gn&)*qCO
OyTBgS G?a "Tfb d^AU 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: KuFDkT! ~ZL}j+L/
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