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2026-04-15 08:05 |
FRED应用:MTF的计算
描述 bVP"(H] Hbv6_H 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。 `qJw|u>YpJ niB`2J 建立系统 gs!(;N\j| v8AS=sY4r 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。 f&v9Q97= Z{&cuo.@<]
R.=}@oPb c'/l,k 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。 `al<(FwGE
.bBdQpF- @gY)8xMbA lHgs;>U$ quY:pqG38q 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。 %v20~xW:o Ft}@1w5
.r*2| jKt7M>P
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J!5$,%v MEB it
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9 /SYw;<= 分析 #g6.Glz3 这个系统的点扩散函数: 8WnwQ%;m? • Log (Normal PSF) *z@>!8? • λ = 0.55 mm ]U"94S U:) • 0.32 waves 3rd order spherical oJN#C%r7 • EPD = 10 mm !47n[Zs • f/# = 9.68 6gc>X%d `K 点扩散函数如下图: x.-+[l[1
! W6Y]N/v3>
F'0O2KQ F$)[kP,wtO 系统的点扩散函数是: s{1sE)_ • Log (Normal PSF) 1I:+MBGin • λ = 0.55 mm ~3<>
3p • 1 wave 3rd order spherical EFz&N\2 • EPD = 13.31 mm ]\|VpIg • f/# = 7.27 ;+ "+3 点扩散函数如下图: eio4k- ]q4rlT.i
A0Qb 5e wb0L.'jyR) 演算 9H]{g*kL 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: A}l3cP;
`# jyCXJa-!-
>7 ="8 %^jMj2 在这个等式中变量定义如下: vam;4vyu • 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) r]6C • 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) ez|)ph7 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx *WuID2cOI • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
+U3DG$ • 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, ...) }~L.qG • 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) Abc)i7!.,. • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ')cMiX\v • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;0Tx-8l • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 J\b^) • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) yK=cZw%D • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) tS6qWtE
• F == focal length(焦距) h'{ C[d • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) I`!<9OTBj 比较 VXwU?_4J. 在下图中: )P
sY($ & 透镜EPD=10mm 2GDD!w#!j 截止频率=184lp/mm GB=X5<; 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。 M<v%CawS @J/K-.r
1ukTA@Rj& H*PSR 在下面的图表中: 8)_XJ"9)G 透镜EPD=13.31 mm te-jfmu2 截止频率=250 lp/mm C&(N
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 (,0(
.[ICx
D9H?:pmv? ^'PWI{ O 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 m+]K;}.}R NXrJfp
3EPv"f^V N2;B-U F
7 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: o6.^*%kM'
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