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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 Y&Lk4 iM/0Yp-v'> 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。 3N%Evo 5GFnfc} 建立系统 ~M^7qO Q
fyERa\rb 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。 <$ZT]p T *4^]?Y\*
2[YD& T\s#-f[x 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。 +\Mm
(Nd geN%rD
z+D,:!yF !>@V#I Qn3+bF4 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。 J o(}#_y? 'C>S yU
RH4n0=2 E0Y/N?
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V1>94/waa zPkPC}f(O
o4f9EJY 2b,TkG8K 分析 JI,hy
<3l0 这个系统的点扩散函数: *B<I> <'G • Log (Normal PSF) >`|uc • λ = 0.55 mm =l'_*B8 • 0.32 waves 3rd order spherical 0fK|}mmZA • EPD = 10 mm E=*Q\3G~ • f/# = 9.68 i@^`~vj 点扩散函数如下图: eRy'N|' CgKSK0/a
cRr `r[t :tG".z 系统的点扩散函数是: B@v H1T • Log (Normal PSF) o5x^ "# • λ = 0.55 mm 4H?Ma|, • 1 wave 3rd order spherical )-"L4TC) • EPD = 13.31 mm }t-|^mY> • f/# = 7.27 +i!M[ 点扩散函数如下图: 0_pwY=P W1`ZS*12D
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s)J[*w :Qp/3(g e 演算 ^ED>{UiNI 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: TC#B^m`'p 6b01xu(A[
E+Mdl* CHw_?#h 在这个等式中变量定义如下: \)uad5`N • 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) BD#;3?| • 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) L^s;kkB • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx +`3ZH9 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); EoCwS • 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, ...) }jgAV • 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) )II,HT-LY • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) F|Ihq^q • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 <ijmkNVS • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 R0d|j#vP • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) "Oko|3 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) G_mu7w • F == focal length(焦距) P`9A?aG.Z • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) o9\m?~g!E 比较 {[~,q\M[ 在下图中: %~2m$#) 透镜EPD=10mm D} 3fx[ 截止频率=184lp/mm >G~;2K[ 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 io3'h:+9s bC-x`a@
tb\pjLB][ rNC3h"i\ 在下面的图表中: 4O^1gw 透镜EPD=13.31 mm 6
74X)hB 截止频率=250 lp/mm 7~f6j:{|z 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm ,jcp"-5#j e'&{KD,-T
h8Si,W3o >@uYleD( 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 wJkkc9Rh'( `VN<6o(
>E=a~ O vy?YA- 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ':$a6f &T ]NsaFDi\
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