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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 $s,Az_bs H5X.CcI&} 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。 dR@XwEpP ';iLk[ 建立系统 `Dp_c&9] h4geoC_W2 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。 ^"!)p2= Dxp.b$0t
@?CEi#- 5ji#rIAhxh 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 %XiF7<A& m$!Ex}2
kB3@;z: mh"9V5T ;{:bq`56f 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。 R
Y ";SfYb T'${*NVn
E*G{V j /&!4oBna
Q8?:L<A ]!'9Y}9a
)7;E,m<:tO r$<4_*
R!y`p:O
C ,f)#&}x*2+ 分析 TJ+,G4z 这个系统的点扩散函数: "*JyNwf • Log (Normal PSF) u 1)
#^? • λ = 0.55 mm .X;DI<K • 0.32 waves 3rd order spherical 3\E G • EPD = 10 mm pZV=Co3!I • f/# = 9.68 ds
"N*\. 点扩散函数如下图: linvK.Lf sMNhD/bb
1T/ 72+R0 Q1^kU0M } 系统的点扩散函数是: wq
=Ef • Log (Normal PSF) >}) W5Y+ • λ = 0.55 mm wNQhg • 1 wave 3rd order spherical n1PV/ Z • EPD = 13.31 mm W+`T:Mgh • f/# = 7.27 ~Hb2-V 点扩散函数如下图: 7x//4G Y |'}VU
BVe c H-/w8_} KG 演算 MNu\=p\Eq 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:
lqZUU92; K6G+sBw[
A40Q~X 9*;OHoD h 在这个等式中变量定义如下: ihBIE • 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) vNSeNS@jxC • 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) D]NJ^.X • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx x't@Mc • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); $b`~K MO • 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, ...) qLa6c2o, • 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) Bhg,P.7 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 0}qnq" • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 u}eLf'^ZCe • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 N-YCOSUu • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 1g>>{ y • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) S:{`eDk\A_ • F == focal length(焦距) m,^UD{ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) L7PMam 比较 Yx':~ 在下图中: 0;Z] vl/| 透镜EPD=10mm ,?(U4pzX 截止频率=184lp/mm g66x;2Q 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。 SmCtwcB1 v%E~sX&CG
q"Th\? }% !eA6Ejf 在下面的图表中: Kdr}7#c 透镜EPD=13.31 mm o[B"J96b 截止频率=250 lp/mm Rg%Xy`gS 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 4;V;8a\A 5Mz6/&`
4b
1a? w On*QO[ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 3='Kii=LA DSL3+%KF#
EFzPt?l tKYg 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: S0H|:J Zy=DY
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