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2026-04-15 08:05 |
FRED应用:MTF的计算
描述 ai4^NJn WZ&@
J B 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。 &|'6-wD. 6W;kIoB 建立系统 yXx62J `uA&w}(G 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。 Mqp68% >` QX
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7w #ya|{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。 x
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L0b]^_tI >-lL-%N_ v6?\65w,| 7RE6y(V1 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。 -/c1qLdQ lhl0
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9~'Ip7X,! 5qQ(V)ah 分析 /{MH' 这个系统的点扩散函数: 1vK(^u[ • Log (Normal PSF) .N5R?fmD • λ = 0.55 mm zRoEx1 • 0.32 waves 3rd order spherical ,tF" 4|# • EPD = 10 mm I+?$4SC • f/# = 9.68 W#7-%oT 点扩散函数如下图: 7W firRM GVc[p\h(
1qKxg sFM>gG 系统的点扩散函数是: S%s|P=u • Log (Normal PSF) 'A(-MTd% • λ = 0.55 mm m\Fb , • 1 wave 3rd order spherical X:-bAu}D • EPD = 13.31 mm <T.#A8c • f/# = 7.27 '`~(Fkj 点扩散函数如下图: OjlB0 4U
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**$ ^@LhUs>3 演算 -KJ! 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:
9q)nNX<$) :f
!=_^}
t"bPKFRy9E {p*hN i)0 在这个等式中变量定义如下: zmfRZ!Eh • 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-aXe{ • 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) v6DxxE2n • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx {{[jC"4AY • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); p5# P
r • 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, ...) ~iR!3+yg4 • 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) Up/u|A$0V • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) NZ+?Ydr8k • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 73s3-DS, • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 N7HbOLpM • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) Zc\h15+P • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) CMxjX • F == focal length(焦距) X6N]gD • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) $L&9x3+?Kg 比较 Dss/>!
mN 在下图中: ^I0GZG 透镜EPD=10mm EO9kE.g 截止频率=184lp/mm Aiks>Cyi23 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。 G0;EbJ/& At[n<8_|
%L \{kUam 6aF'^6+a 在下面的图表中: ?4,*RCaI 透镜EPD=13.31 mm {7![3`%7 截止频率=250 lp/mm o~.o^0Y 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 w(e+o.: jQ_|z@OV
@(,{_c] ox\B3U%`p} 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 & L.PU@ JX\T
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LcpyW=)}"V 4<3?al& 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: Z*vpQBbu
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