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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 ,vhR99g{ A qm0|GlJ 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。 ]CL70+[^9 Kc{wv/6}T 建立系统 z`_N|iEd G![1+2p:Tq 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。 qzyQ2a_p eeX)JC0A
%Mu dc )i>KYg w 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。 eeX>SL5'i F%|(pHk
(nzzX?`nY HYY|)Wo u@|yw) 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。 <<xJ-N
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}Ag2c; aaq %$}iM<
w])Sz*J nAYjSE
:H87x?e[ xSf3Ir(,
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2Y: z(=:J_N 分析 > w'6ZDA*X 这个系统的点扩散函数: Tv KX8 m" • Log (Normal PSF) n-Xj> • λ = 0.55 mm ,s)H% • 0.32 waves 3rd order spherical )2A4vU-IR. • EPD = 10 mm prWid3} • f/# = 9.68 g=%&p?1@E 点扩散函数如下图: r3-3*_ F,bl>;{[{
Ob6vg^# Mc6y'w 系统的点扩散函数是: jL8zH • Log (Normal PSF) tEUmED0FY • λ = 0.55 mm e'`oisJU?q • 1 wave 3rd order spherical B?M+`; • EPD = 13.31 mm Z*)<E) • f/# = 7.27 x<l1s 点扩散函数如下图: j0GI[# p%s
D>1k
a !IH-XJ2 2*M*<p=v 演算 A"'MRYT` 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: i_MI!o A>?fbY2n
s*IfXv A0XFu}
在这个等式中变量定义如下: ^WNJQg' • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) y AWDk0bx • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) eZ!k'bS= • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx E;qwoTmul • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); w.8~A,5}Dh • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) -:,h8JyMP • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) cC4T3]4l' • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) CytpL`&^] • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 B4}XK=) • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 cabN<a
l • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) lK4+8VZ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 3\{Sf /# • F == focal length(焦距) =Wf@'~K0k" • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) nR7\ o(! 比较 TI>yi ^} 在下图中: G
DV-wPX 透镜EPD=10mm T?Y\~.+99 截止频率=184lp/mm k@L~h{`Mc\ 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 z+*Z<c5d v\ Ljm,+
0REWbcxd" f2wW2]Fg 在下面的图表中: Bu1z$#AC 透镜EPD=13.31 mm `y}d)"! 截止频率=250 lp/mm \ax%I)3 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 guv@t&;t0 2An`{')
Nj0)/)<r+ x/=j$oA 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 to3J@:V8e ]D%k)<YK
eEQ[^i !qlGt)G3 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: {0 ~0 C t)MvZ
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