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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 =u#xPI0: J$X{4 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。 $8"G9r o> i`Jq& 建立系统
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R5<D'cEN 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。 orcPKCz|" @L ,hA
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i`}nv, WG0Ne;Ho 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。 lQSKY}h ^k7`:@
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+jPs0?}s ;Iu}Q-b* '*6S0zt 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。 KPcOW#.T %3r`EIB6
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mrgieb% 7;T6hKWV[
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N@4w= iVg3=R)[1 分析 nYc8+5CcK' 这个系统的点扩散函数: a2MFZe • Log (Normal PSF) Hmi]qK[F • λ = 0.55 mm fi6i{(K • 0.32 waves 3rd order spherical K~ 6[zJ4 • EPD = 10 mm uFzvb0O`O
• f/# = 9.68 5#|f:M]Bo| 点扩散函数如下图: eiJ13`T $ MN1:ih
EqV]/0-\ wInJ!1 系统的点扩散函数是: i^2yq&uT( • Log (Normal PSF) xKl!{A9$w • λ = 0.55 mm CSC
sJE#4 • 1 wave 3rd order spherical KG!W,tB • EPD = 13.31 mm t3dvHU&Z: • f/# = 7.27 Y30e7d* qr 点扩散函数如下图: cM= ?{W7~ 2th>+M~A
jC;^2e
c%N8|!e 演算 0pYCh$TL1 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: d1"%sI _h=kjc}[.O
nsRZy0@$t ac-R q.GQY 在这个等式中变量定义如下: ]~!jf • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) *Z+8L*k97 • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) Z uh!{_x; • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx #fy#G}c • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 6WN1DW • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) YL$#6d • 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) b*7:{FXg • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) a<W[???m/M • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ?x*Ve2+] • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 $<y10DfO • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) mr`Lxy9e • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Vz"Ja • F == focal length(焦距) @bc=O1vX~; • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 0nh;0Z 比较 L7_qs+ 在下图中: ?\
qfuA9. 透镜EPD=10mm 9vAY|b^ 截止频率=184lp/mm M=mzl750M 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 `eF&|3!IYQ VI}.MnCa
VUo7Evc:.P ^^ Q'AE 在下面的图表中: _;;'/rs
j 透镜EPD=13.31 mm MQ9Nn|4 截止频率=250 lp/mm 9rB,7%@EL 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm +x7b9sHJ Z#+{ksU
S690Y]:h$v K%XQdMv 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ;W/K7} Tn$/9<Q
iK#5nY]. vS! TnmF 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ,9(=Iu-?1 F~NmLm
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