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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 yuC|_nL HQ wrb HS 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。 F"cZ$TL] cc3/XBo 建立系统 n0G@BE1Y= TqSjL{l% 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。 5`@yX[G ayh235>a(
%g^:0me` _DAqL@5n 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。 yY{ 'y5H%I!
Q eN7~ J Ls+vWfF=# ]"^p}: 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。 &bGf{P*Da dd6%3L{cn
p"7[heExw P,b&F
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qu^~K.I" -knP5"TB 分析 *K&
$9fah 这个系统的点扩散函数: Bz|/TV?X( • Log (Normal PSF) ;U$Rd,T4S • λ = 0.55 mm y2mSPLw • 0.32 waves 3rd order spherical XL9-N?(@ • EPD = 10 mm H:
;XU • f/# = 9.68 oad /xbp@/ 点扩散函数如下图: u?rX:KkS a]Y9;(
Jw>na _FJ kZ]pV=\Y* 系统的点扩散函数是: fW[RCd • Log (Normal PSF) So75h*e • λ = 0.55 mm l_8ibLyo • 1 wave 3rd order spherical KV-h~C • EPD = 13.31 mm IxG7eX! • f/# = 7.27 ^N7 C/" p 点扩散函数如下图: O4:_c-V2 :Rnwyj])
ic4hO>p& yqtaQ0F~ 演算 g>#}(u!PH 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: KfPgj '1fyBU
T\ukJ25! Pp_? z0M 在这个等式中变量定义如下: .>~er?- • 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) !qHB?] • 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) {t.S_|IE • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx /d/]#T[Z9 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); P2 qC[1hYH • 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, ...) .TDg`O24c, • 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) Ab:ah7! • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ;j[:tt\k • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 g[uf
e< • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ?GtI.flV • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) P_H_\KsH*( • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) `B:hXeI • F == focal length(焦距) fC[~X[H • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) L@_o*"&j 比较 \m1^sFMZ 在下图中: WTjmU=<\ 透镜EPD=10mm (<@`MPI\@ 截止频率=184lp/mm }n#$p{e$i 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。 ,U+>Q!$`\^ U!K#g_}
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z F_< k,; (`L 在下面的图表中: DRTT3;,N 透镜EPD=13.31 mm VVpJ + 截止频率=250 lp/mm @v!#_%J 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 cS2]?zI MZh?MaBz06
Fu\#:+5\ tA'5ufj*: 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Y=O-^fL }jU)s{>fb
opu)9]`z #`l&HV 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: s8qpK; O \"
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