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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 `sjY#Ua< sz7*x{E 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。 5eAZfe%H DP_b9o
\5 建立系统 r6<;bO( (P>nA3:UXB 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。 jkeerU6 {i;,Io7W
*CN *G" j?T'N:Qd 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。 PgtLyzc srS!X$cec
t~2oEwTm uHbg&eW J"gMm@#C4 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 &61U1"&$ R Upz)iOqLi
bWyimr&B "O$bq::(]e
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<H64L*,5'7 R~<N*En~ 分析 XQ1]F{?/H 这个系统的点扩散函数: Ir;JYY!0? • Log (Normal PSF) ^}
{r@F • λ = 0.55 mm G1|1Z5r • 0.32 waves 3rd order spherical ?XKX&ws • EPD = 10 mm ^[hAj>7_8$ • f/# = 9.68 ^^q&VL 点扩散函数如下图: Y7GsL7I <ZT
C^=3
?mMM{{%(. PRfq_:xy 系统的点扩散函数是: !ooi.Oz*Tu • Log (Normal PSF) 5(~Lr3v0 • λ = 0.55 mm XtCIUC{r, • 1 wave 3rd order spherical k?=1q[RQH • EPD = 13.31 mm UfW=/T • f/# = 7.27 5OM#_.p 点扩散函数如下图: DG&'x;K"$ pq*e0uW
AA\)BNM 3ynkf77cn 演算 K6{wM 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: ?NBae\6r 6R :hs C$
9hr7+fW]t =r]l"T 在这个等式中变量定义如下: }u#3 hYa • 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) f y2vAwl • 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) E PE_2a} • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx @x `X|>& • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); tE%g)hL- • 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, ...) fz=8"cDR • 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) MKbcJZe • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) l8~(bq1 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 >/ _#+, • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 zk<V0NJIL* • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) #91^1jyMf • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) G]h_z|$K • F == focal length(焦距) ?I]AE&4' • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) O=__w *< 比较 gk%01&_>4 在下图中: Z9: 透镜EPD=10mm 3cHYe 截止频率=184lp/mm 0"7+;(\1Rk 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 4eWv). ]9_gbQ
=`x }9|[ %NQ
mV_1 在下面的图表中: 8SpG/gl" 透镜EPD=13.31 mm JuZkE9C,${ 截止频率=250 lp/mm aV5M}:D 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 FS}b9sQ) Oj-\
`M~R4lr F]M-r{ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 B*_K}5UO xJZaV!N|
?OW!D? UvGxA[~2+ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 3qTr|8`s 8XJi }YPQ
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