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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 ?2;gmZd7 ;OE= ;\ 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`3%o9V9Y n'dxa<F2| 建立系统 aN87 ^[ >:2B r(S 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。 6b-j |.]:#)^X?
,gvv297 ,+iREh; 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。 %B;e7
UJ ("UzMr,
c[/h7!/aH \~3g*V c4T8eTKU 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。 K#O8P+n5[ SBj9sFZ
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UR/lM,N; Anpx%NVo 分析 v=(L>gg 这个系统的点扩散函数: ]5!}S-uJq • Log (Normal PSF) 0a#2 Lo • λ = 0.55 mm ;NyX9&@ • 0.32 waves 3rd order spherical MZpG1 • EPD = 10 mm l'_P]@* • f/# = 9.68 2{<5?Op 点扩散函数如下图: JN9
W:X. sCX 8
8=]R6[,fD _x.!,
g{ 系统的点扩散函数是: l.DC20bs • Log (Normal PSF) E1atXx • λ = 0.55 mm +1 K9R\ • 1 wave 3rd order spherical 5LT{]&`9 • EPD = 13.31 mm G8m:]! • f/# = 7.27 De^GWO.?bT 点扩散函数如下图: g;bfi{8s_ 4t(V)1+
X[ERlw1q4Q Q%.V\8#|V 演算 |.A#wjF9 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: a88(,:t @"`J~uK
xMk0Xf'_ yu3T5@Ww 在这个等式中变量定义如下: P= e3f(M2 • 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) rKlu+/G • 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) x Z3b)j2D • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx QLq^[>n • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); `@8QQB • 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, ...) ";jj` • 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) 'USol< • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) n[jyhBf\W • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 JEF2fro:Z • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 N:#"4e • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) xLfx/&2 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 67/&AiS? • F == focal length(焦距) #q7`"E=M" • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) l]BIFZ~ 比较 ;~&F}!pQ 在下图中: CJ*8x7-t 透镜EPD=10mm [25[c><:w" 截止频率=184lp/mm /8S g< 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。 JLS|G?#0 NaeG2>1
A}(&At%n4 Ae&470 在下面的图表中: S4/CL4= 透镜EPD=13.31 mm ZK =`Y@ 截止频率=250 lp/mm >t-9yO1XQq 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 VdrqbZ }9w?[hXW"
WJefg 9,7IsT8 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 <cQ)*~hN 0n5{Wr$
`|Aj3a3sND Pr
|u_^ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: 3b1;f)t hn:
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