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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 5Bq;Vb |:SV=T: 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。 |H=5Am fN{wP,jI 建立系统 D*46,>Tv 7#"y mE 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。 A##Q>|>) |
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p\I3 fI0i \8*j"@ !H 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。 fWJOP sp*/ orWF>o=1
6(\-aH'Ol S&=@Hj- 08@4u
L 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。 o ;9H~E P\[K)N/ 1
G@e;ms1 ve a$G~[%6
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} j6|+ _Q\rZ
l 分析 |]:6IuslJ 这个系统的点扩散函数: U3aM^ • Log (Normal PSF) %26HB
w=JF • λ = 0.55 mm k,OxGG • 0.32 waves 3rd order spherical zB7^L^Y • EPD = 10 mm l YdATM(h • f/# = 9.68 i5WO)9Us 点扩散函数如下图: x5#Kk. |J-tU)|1vl
V LeYO5'L bQ?Vh@j(M 系统的点扩散函数是: $Y$s*h_-/< • Log (Normal PSF) lZ"C~B}9:I • λ = 0.55 mm ,DWq • 1 wave 3rd order spherical \(?d2$0m • EPD = 13.31 mm /gaC • f/# = 7.27 I8W9Kzf 点扩散函数如下图: 0aGauG[ :1UOT'_
>_\]c-~< D!)h92CIDm 演算 gpbdK? 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: (Q&jp!WU Z0~,cO8~
{)Zz4 zEE:C|50 在这个等式中变量定义如下: oY\;KPz • 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) su60j^e* • 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) j9%vw.3b • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx M.$=tuUL • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); >FFp"%% • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Nhjz~S<o • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) "|WKK} • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) g]b%<DJ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 wqE2n • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ]'#^ ~. • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) :h0!giqoQ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) <qoPBm]) • F == focal length(焦距) 6il+hz2&lH • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) p8CaD4bE 比较 MzW!iG 在下图中: wxG*mOw 透镜EPD=10mm MA 6uJT 截止频率=184lp/mm e7Sg-NWV 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 li` :'!_PN
4%>tk 8 [ >LU !Z 在下面的图表中: 4tt=u]: 透镜EPD=13.31 mm {X\FS 截止频率=250 lp/mm V2 }.X+u&< 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm '
b,zE[Q M%eTNsbNm
/5XdZu6k`h NA$ODK- 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 taSYR$VJ *u34~v16,
^X*l&R_=R ]`@<I'?,X 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ;4vx+> - (jh0cy}|]
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