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2025-05-21 08:01 |
FRED应用:MTF的计算
描述 W_\~CntyZ 4IUdlb 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。 %c`P`~sp 'ai3f 建立系统 BJ,D1E UifuRmn 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。 :@=;WB*0 K|Kc.
KbicP< k&M9Hn2 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。 KO''B or t7; ^rk*
*F)+- BB :u4q.^&!e EH2a 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。 [)S7`K; 8+=-!":]
=e j'5m($3 8-.jf
Zy+EIx !L|PDGD
e4rhB"qQdn \fjr`t]
LF?MO1!M y'#i'0eeL 分析 M"l<::z 这个系统的点扩散函数: +@5@`"Jry • Log (Normal PSF) ~V`F5B • λ = 0.55 mm 8Vf]K}d • 0.32 waves 3rd order spherical 0[QVU,]< • EPD = 10 mm +ia N[F$ • f/# = 9.68 k'b'Ay(< 点扩散函数如下图: ,2*x4Gycb M
s5L7S
AhauNS^"{R x+;"(]# 系统的点扩散函数是: '|~L9t • Log (Normal PSF) )&$p?kF • λ = 0.55 mm YI!@,t • 1 wave 3rd order spherical ;G\RGU~ • EPD = 13.31 mm UL<*z!y • f/# = 7.27 V
'e_gH 点扩散函数如下图: g*a|QBj% ,lUr[xzV
?loP18S
b ){S/h<4m 演算 Pi&8!e< 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: VHlo}Ek<# /~nPPC
_`LQnRp( ouO<un 在这个等式中变量定义如下: (Ymj
• 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) W^sH|2g • 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) p^/6Rb"e • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx 25m6/Y • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); \&Bvh4Q • 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, ...) n |Is&fy • 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) )HPe}(ypt • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) !W?6,i -] • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 KB6'sj • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 ZL{\M|@jz • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) OEwKT7CX • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) hnD=DLW $ • F == focal length(焦距) >|!s7.H/J/ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) EKTn$k= 比较 WK)2/$7@ 在下图中: /_g-w93
透镜EPD=10mm aW.[3M;?v 截止频率=184lp/mm B4d\4S_r% 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 Qe,aIh W2 p&LP
s+RSAyU p;k7\7 在下面的图表中: [l%6wIP&{ 透镜EPD=13.31 mm Ed$;#4 截止频率=250 lp/mm z3+7gp+I; 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 m.0:R p.50BcDg
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q7+_,w hJsYKd8g 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ;kv/(veQ1< 5q Y+^jO]o
CQGq}.Jt! Jg:%|g 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: X6`F<H` {6, l#z
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