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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 WOoVVjMM EA72%Y9F 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。 %/p5C W'yICt(#G 建立系统 )JON&~C nMqU6X>P! 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。 ~C3-E %h@Z elQ44)TrQ
B{<6&bQ QBg'VV 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。 IFe[3mB5 E O^0sF<
bcg)K`'N JM0)x}]+ IAQ=d4V& 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。 ,;;~dfHm pK%' S
Gl(,%~F9i 4l:+>U@KU
+{&g|V B _ >|Mo/
[;}c@ w1Kyd?~%]
oz--gA:g L'(^[vR( 分析 a+d|9y/k 这个系统的点扩散函数: Fwtwf{9I • Log (Normal PSF) W\/0&H\i • λ = 0.55 mm x.aUuC,$x • 0.32 waves 3rd order spherical JT<J[Qz5 • EPD = 10 mm n!2|;|$}Z • f/# = 9.68 snrfHDhUw 点扩散函数如下图: r iz({ j56Y,Tm
#frhO;6 xxYFWvi 系统的点扩散函数是: ft5 Bk'ZJ • Log (Normal PSF) E^s>S,U[y • λ = 0.55 mm Ek:u[Uw\ • 1 wave 3rd order spherical #gq3 e • EPD = 13.31 mm 8EQ;+V • f/# = 7.27 mmi~A< 点扩散函数如下图: 4)?c[aC4P X~0P+E#
Wr;)3K
6%? NNEM 演算 B}p/ ,4x6 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{RHW@_/ m@ ~HHwj
}-!$KR]:s HO'
HkVA 在这个等式中变量定义如下: z&eJ?wb • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) j_Fr3BWS • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) qsLsyi |zG • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx }rN"H4) • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); S5;q)qz2J • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) BJvVZl2h • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) aw~OvnX E • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 8`+X6iZOQ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;^;5"nh • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 kb>9;-%^JK • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )K}b,X`($ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 6;VlX,,j • F == focal length(焦距) GYj`-t • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) f,$FrI, 比较 3.>jagu 在下图中: lB,MVsn18 透镜EPD=10mm 79&Mc,69 截止频率=184lp/mm @9^kl$ 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。 `ul"D% ym:JtI69
y
jb.6 PRs[:we~~ 在下面的图表中: ]O 2_&cs 透镜EPD=13.31 mm *H;&hq 截止频率=250 lp/mm E-r/$&D5mP 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm B]jh$@ i+2J\.~U#G
gxJ(u{2 9"/{gf3D 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 3>;U||O
3o/f#y
`toSU>: MjHeUf 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 7"M7N^ "<=^Sm
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