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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 "fU=W|lY bd5\Rt 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。 9!NL<}]{ g~rZ= 建立系统 iT227v!s nxS|] 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。 5N@k9x ;%0$3a m6a`Ok P [U5[;BNRD 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。 iV58 m O&RW[ml*3 Pv|g.hH9m &5h{XSv
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s2 z 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。 | (JxtQqQg G3
rTzMO !ow:P8K? K`{P/w ]bLI!2Kr 3CL/9C> 4>-'w MW") :PE{2* w9<<|ZaU BiT
#bg 分析 #^4p(eZ[} 这个系统的点扩散函数: ;h<(vc3@f • Log (Normal PSF) (~q.YJ' • λ = 0.55 mm -K eoq • 0.32 waves 3rd order spherical dWqKt0uh! • EPD = 10 mm j)xRzImu • f/# = 9.68 rofj&{w 点扩散函数如下图: )S@e&a|
Iv+JEuIi 3`.*~qW c<bV3, 系统的点扩散函数是: UTB]svC' • Log (Normal PSF) (VV5SvdE • λ = 0.55 mm kl%%b"h' • 1 wave 3rd order spherical n_QSuh/Wn • EPD = 13.31 mm 6B`XHdCq • f/# = 7.27 @6h,#8# 点扩散函数如下图: >9dzl# fIe';a E:vgG|?? D+m#_'ocL 演算 iMjoatt 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: -Pt. )l?1dR:sP JYbsta %hDx UZ#0 在这个等式中变量定义如下: uDD{O~wF, • 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) A.tXAOM(VW • 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) $~7uDq • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx mxD]`F • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
IR JN • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) zUq ^ • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) [l44,!Z& • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) f euATL] • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 X1*f#3cm# • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Nm$Ba.Rg • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) m.F}9HI%hN • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) jkAWRpOc) • F == focal length(焦距) >AK9F.
_z • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) {E=BFs 比较 T*o!#E. 在下图中: ~:FF"T> 透镜EPD=10mm 5 EhOvt8 截止频率=184lp/mm L a>fvm 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。 |\.:h":!0~ %_Q+@9 M.FY4~ Cv[_N%3[ 在下面的图表中: s qXwDy+. 透镜EPD=13.31 mm '/="bSF 截止频率=250 lp/mm lbs0i 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 i+q tL3 &u`EYxT 0oK_u Y
4g 35Ro85j 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 =kzuU1s rEHlo[7^ :o3> pO?v$Rjl 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: `T\_Wje( knfEbH
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