| infotek |
2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 }> C?Zx* AOL=;z9c# 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。 lq`7$7-4 TBF{@{.d 建立系统 "?
V;C lSd tw b 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 :l
Z\=2D G$Fo*;Fl
VRY@}>W' ab)ckRC 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。 km
lb,P r<P? F
z?`7g%Z?{ KiC,O7&< ]:?hU^H]< 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。 6BQq|:U YxU->Wi]G
Dp^=% F{t Y1qbu~!
O0pXHXSAL Z%3)w.
,~l4-x., 2AxKB+c1`
NW21{}=4 u^VQwu6?G 分析 (0?FZ.9% 这个系统的点扩散函数: OH
88d: • Log (Normal PSF) >w\3.6A • λ = 0.55 mm 0.(7R,- • 0.32 waves 3rd order spherical P{2ED1T\ • EPD = 10 mm %5Elj<eHZ • f/# = 9.68 n4+^f~Y 点扩散函数如下图: i5*/ZA_ LR"7e
D42!# 4QNwu7TeR 系统的点扩散函数是: [e:ccm • Log (Normal PSF) O#vIn} • λ = 0.55 mm "Vwk&~B% • 1 wave 3rd order spherical `j.-hy>s • EPD = 13.31 mm -b
)~ • f/# = 7.27 OG7U+d6 点扩散函数如下图: H}1XK|K3#H k)9
pkPl
/zir$ c+1<3)Q< 演算 :pP l|" 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: reoCyP\!! !JjNm*F[
P2U [PO -li;w
tCS 在这个等式中变量定义如下: 3.?oG5P# • 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) Hegj_FQ • 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) 6a{b%e` • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx >T29kgF2 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); )OQih+#?W • 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, ...) P[Id[}5Pw • 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) 0INlo • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) :&O6Y-/B • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 :YmFQ>e? • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 il:RE8 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) \!r,>P • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ^JB5-EtL( • F == focal length(焦距) 0VI[6t@ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) a
,<u 比较 r5!Sps3B 在下图中: hOcVxSc. 透镜EPD=10mm 0"c(n0L 截止频率=184lp/mm mH4Jl1S& 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。 mS-{AK ?
y^t
QPz3IK% SRyot:l
在下面的图表中: *Cx3bg*Gan 透镜EPD=13.31 mm G:|=d0 截止频率=250 lp/mm )^Md ^\? 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 *W1:AGpz Hl*/s
PZCOJK h%%dRi 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 Z E},xU% ?_G?SQ
)9$>i5l vA@\V)s
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7E)*]7B% os`#:Ao5
|
|