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2025-05-21 08:01 |
FRED应用:MTF的计算
描述 JGJy_.C UdIl5P 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。 EJ%Kr$51K kF1Tg KSd 建立系统 8zOoVO 3pV^Oe^9 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 c,v?2*< SZ;Is,VgU4
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)0eB: 2b[R^O} 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 e"){B hHu?%f*
mmJ$+$JEk ~!PaBS3A N084k}io 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 THOXs;
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,l cD6T4 分析 gdx2&~ 这个系统的点扩散函数: BM }{};p6 • Log (Normal PSF) =Qf. • λ = 0.55 mm Q!T+Jc9N • 0.32 waves 3rd order spherical m|c5X)}- • EPD = 10 mm {'^!S"9x • f/# = 9.68 _'.YC<; 点扩散函数如下图: m,qMRcDF *=KX0%3
xc&&UKd .O1Kwu 系统的点扩散函数是: vz*'1ugaA • Log (Normal PSF) L+]|-L`S • λ = 0.55 mm KJLC2, • 1 wave 3rd order spherical 7/UdE:~]*= • EPD = 13.31 mm 50?5xSEM0_ • f/# = 7.27 Z'V"nhL 点扩散函数如下图: sT;:V
FZi'#(y
_ft)e3Gf pn._u`xMV 演算 )2YZ [~3 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: .>;}GsN& q]}1/JZS
.zM M!l3 q_gsYb 在这个等式中变量定义如下: l0sBXs`3b • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) l}aJRG6U • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) mz<wYV* • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx sP`
k{xG • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); )tB1jcI; • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) #ozQF~ • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) \.AI;^)X@] • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 'aAay*1 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 Jemb0Qv • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 OQC.p,SO • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) {zj<nu • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) uV'w0`$y • F == focal length(焦距) ,x.2kb • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) DdG*eKC 比较 #]_S)_Z- 在下图中: Dn9AOi! 透镜EPD=10mm fmv8)$W#U 截止频率=184lp/mm 4t<l9Ilp 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 b#2$Pd:( ^HM9'*&KJ
kpU-//lk+ RgQ;fYS 在下面的图表中: #VA8a=t 透镜EPD=13.31 mm nP+]WUnY 截止频率=250 lp/mm ~LKX2Q:S 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 6IQkP9P( 5{@Hpj/B
O(Tdn;1 #P''+$5, 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 FlPPz 1D pRm(
-1>$3-ur~ &d8z`amP 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: dLtn,qCX0^ /h!Y/\ kI
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