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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 8a If{(/k "x) pp 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。 a\2Myj dXcMysRc%& 建立系统 '<E8<bi 2|_Jup 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。 h ?qY y$ MBTt'6M
bz,cfc;?$ Q; /!oA_ 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。 GLcZ=6)"' `8b6
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b42pLbpe'E ,IvnNnl2 @p'v.;~# 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。 u5)A+.v D;8V{Hs
n|`):sP ;<GTtt#D
v'~nABYH !Z2n;.w
n^(yW _q 9lr8hx
)p_LkX( D/6@bcCSY 分析 S2GBX1 这个系统的点扩散函数: gkn/E}K# • Log (Normal PSF) HG6{`i • λ = 0.55 mm u2\qg;dP • 0.32 waves 3rd order spherical g~sNY|% • EPD = 10 mm g~["O!K3 • f/# = 9.68 e/#&5ISk 点扩散函数如下图: .A[.?7g Pds*M?&F
FG36,6N%2j e.YchGTQ 系统的点扩散函数是: $aI MQ[( • Log (Normal PSF) Wjk;"_"gd • λ = 0.55 mm xR6IXF>* • 1 wave 3rd order spherical 64j 4P 7 • EPD = 13.31 mm C>;8`6_!gU • f/# = 7.27 iiDk k 点扩散函数如下图: `A{~}6jw 8GZjIW*0oq
`.-k%2?/ =F-^RnO%\ 演算 4<>:] 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: y#0Z[[I0 @I.OT
TUn@b11 qtwmTT) 在这个等式中变量定义如下: Kj|F • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) tf79Gb> • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) nhhJUN?8 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx KgAX0dM • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); /;$ew~} • 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, ...) rbS=Ewk • 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) ur[bh • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 07Cuoqt2 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 gUtbCqDS • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 =YsTF T • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) eh(]'%![/ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 5|t&qUV • F == focal length(焦距) o=2`N2AL • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) >c>ar>4xF 比较 rz7b%WY 在下图中: P[oB' 透镜EPD=10mm 3A1kH` X^q 截止频率=184lp/mm phSP+/w 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。 9h=WWu', ]F-6KeBc
%6:2cR 8rNxd=! 在下面的图表中: IT33E%G 透镜EPD=13.31 mm y>18)8 截止频率=250 lp/mm !]T|=yw 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 <v^.FxId `<Nc
Y*
@"2-tn@q_ HWZ*Htr 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 5Ozj&Zq ^O"`.2O1
zwHsdB=v Ob+c*@KiW 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: w]XBq~KO .{>-.&
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