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2025-05-21 08:01 |
FRED应用:MTF的计算
描述 d2fiPI7lg IZuP{7p$ 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。 z9w]{Zd_,d =^z*p9ZB 建立系统 BmaY&? wLxuSs| 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。 ?}HZJ@:lB KQ ^E\,@o
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1;U" 3gYtu-1 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。 -$I$z o ! LCy:>i!d
@6*eS+t\ =.l>Uw! ra8AUj~RX 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。 DABV}@ K" n[\L6}
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h+}{FB 29 #<G:&
4#W*f3d[@: %qEp{itq
[LrO"9q( Gn4XVzB`O 分析 5 BeU/ 这个系统的点扩散函数: ^4xl4nbx • Log (Normal PSF) +0%Y.O/{ • λ = 0.55 mm Jl|^^? • 0.32 waves 3rd order spherical $ago • EPD = 10 mm ]2{]TJ@B • f/# = 9.68 _#we1m 点扩散函数如下图: 8:2Vib$ I8|"h8\
9*XT|B
IFW7MF9V 系统的点扩散函数是: FGeKhA 8jT • Log (Normal PSF) X{ :3UTBR • λ = 0.55 mm v=cX.^L • 1 wave 3rd order spherical x6ayFq= • EPD = 13.31 mm UzW]kY[A< • f/# = 7.27 At!@Rc 点扩散函数如下图: w|NI d,#f (M{>9rk8
I9xkqj /. H(& 演算 5BK3ix*L 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: uo;m W$W w/mcl+
G-,0mo ]@~%i=.7 在这个等式中变量定义如下: "U$](k.<VA • 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) 7Sh1QDYZ • 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) )`6OSB • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx d(9-T@J • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); \GKR(~f • 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, ...) G<]@nP{P • 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) Z~[eG"6zI • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 8~T=p:z' • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 qn'TIE. • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 s'OK])>` • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) jy_4W!4a • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) [)il_3t • F == focal length(焦距) t_Rj1U • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) h"'}Z^ 比较 F`,Hf Cb\ 在下图中: 7]~|dc( 透镜EPD=10mm y\[q2M< 截止频率=184lp/mm %a:T9v 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。 /c6]DQ<? \HQ.Pwr 6
FlY"OU* [k&7h, 在下面的图表中: Z v*uUe 透镜EPD=13.31 mm "-j96
KD 截止频率=250 lp/mm sbFIKq] 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 T0.sL9 E,cQ9}/
jhBfy|Ftu UMT}2d% 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ZI8@ 6 L\ ^(@]5$^Z
U??OiKVZ+ px(~ZZB" 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
kKY,&Fn- a^ys7UV
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