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2026-04-15 08:05 |
FRED应用:MTF的计算
描述 Ws(#ThA d ;W(Vm6 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。 j(maj +A,t9 3:k 建立系统 g>*t"Rf: #.n%$r 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 SRx `m,535 /K]<7
y-c2tF@'v 7T3ub3\ 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ]1<O [d
H:HJHd"W .5x+FHu7 *m[ow s zWh[U'6 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 *@,>R6)jI hup<U+p
9
6'{ES9D Y SE6PG
Zu/}TS9bi e.|_=Gd2/
N yK7TKui z2QZ;ZjvRS
V5{^R+_)Ya p}'uCT
ga 分析 g.d%z 这个系统的点扩散函数: -a[]#v9 • Log (Normal PSF) I JAWG • λ = 0.55 mm R2af>R • 0.32 waves 3rd order spherical fscAG\>8 • EPD = 10 mm /8SQmh$+e • f/# = 9.68 MMfcY
3#% 点扩散函数如下图: 3:h9cO/9 a!>yX
ex
.hxcx>% f:h.O# d> 系统的点扩散函数是: ui: • Log (Normal PSF) dik+BBu5z • λ = 0.55 mm ='0f#>0Q • 1 wave 3rd order spherical -/.Xf<y58 • EPD = 13.31 mm _/_1:ivY8 • f/# = 7.27 ,HxsU,xiG 点扩散函数如下图: Jn>7MuG >k?/'R
pCQB<6&1N H3"[zg9L:a 演算 Gw$sL&1m\ 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: y4HOKJxI zOpl#%"
6N&S3<c4JO RrkS!E[C 在这个等式中变量定义如下: ,HEx9*E/s • 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]E=/ m| • 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) QM1-w^ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx $S Q8,Y, • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); n7"e 79 • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) q9RCXo>Y+1 • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) 28;D>6c • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ]Ph~-O • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 _,i]ra{% • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 `MgR/@%hr • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 6EhRCl • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) u:pdY'`"# • F == focal length(焦距) %6}S'yL • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) v2dCkn / 比较 l[O!_bH 在下图中: {R7>-Y[4)2 透镜EPD=10mm .#uRJo%8 截止频率=184lp/mm ~ySmN}3~' 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 {_1^ GIIS 9x,Aqr$t
*hAeA+: :z%vNKy1 在下面的图表中: 22\Buk}? 透镜EPD=13.31 mm UAT46 截止频率=250 lp/mm J'4{+Q_pa 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 GdavCwJ ,9q=2V[GP
f- pt8 X6~y+R 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ]<q{0. V; 1r
a}a_&rf~Z 2#LcL
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: >\K<q>*
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