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infotek 2024-11-14 07:54

FRED应用:MTF的计算

描述 #hinb[fQ  
fQ>=\*b9x^  
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。 ]3.Un,F  
VayU   
建立系统 >7@kwj-f)  
|n9~2R   
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。 VAkZ@ u3'~  
3$Ecq|4J:  
R Wa4O#  
ogN/zIU+VA  
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。 *69 yB  
$HjKELoJ<  
-QH[gi{%`  
=)Z!qjf1U  
O6rrv,+_L  
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。   |Ad1/>8i  
1d4 9z9F  
yX:A?U  
/Mq]WXq[V  
*We.?"X'].  
x;H#-^LxW=  
npcB+6  
u15-|i{y7  
^B9rt\,q  
       a }6Fj&hj  
分析 - w41Bvz0  
这个系统的点扩散函数: d~L`*"/)[  
•    Log (Normal PSF) ciKkazx.  
•    λ = 0.55 mm EZvB#cuL-  
•    0.32 waves 3rd order spherical hK=\O)  
•    EPD = 10 mm |&IS ZFSv  
•    f/# = 9.68 y w"Tw  
点扩散函数如下图:     1VW;[ ocQ  
W#cr9"'Ta  
X1*6qd+E  
6 bL+q`3>  
系统的点扩散函数是: :SxOQ(n  
•     Log (Normal PSF) UN`F|~@v  
•     λ = 0.55 mm ,e"A9ik#  
•     1 wave 3rd order spherical y^; =+Z  
•     EPD = 13.31 mm $@_7HE3  
•     f/# = 7.27 KZ ezA4  
点扩散函数如下图: MWSx8R)PN  
z-G|EAON"/  
T!6H5>zA  
       AYHfe#!  
演算 <j1l&H|ux,  
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:       QZufQRfr{  
G~ZDXQ>5CP  
G9\Bi-'ul  
  
yI9~LTlA3  
在这个等式中变量定义如下: 7^k`:Z  
•     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) myH:bc>6  
•     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) K?')#%Z/{#  
•     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx hq9b  
•     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); m:TS .@p  
•    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, ...) ^RkHdA  
•   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) Kb0OauW  
•    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Cna@3)_  
•    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 S~vbISl  
•    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 "s$v?voo  
•    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) b2 ~~ !C  
•     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) kr7f<;rmJ  
•     F == focal length(焦距) 8WWRKP1V  
•     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) z602(mxGg  
比较 iV#JJ-OBq  
在下图中: 9vL`|`Vau  
透镜EPD=10mm 6w K=  
截止频率=184lp/mm =SLP}bP{:  
图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。     /:>f$k4~h  
rtDm<aUh  
Uq)|]a&e  
84P^7[YX>  
在下面的图表中: Kp"mV=RG2T  
透镜EPD=13.31 mm ".| 9h  
截止频率=250 lp/mm pTZPOv#?Q  
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  ,[ +  
zQ xZR}'  
w5jH#ja  
UuxWP\~2  
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 7dX1.}M<(  
/s6':~4  
`Oys&]vb  
V_U$JKJ1=  
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Z~g~,q  
VS^%PM#:/  
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