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2026-04-15 08:05 |
FRED应用:MTF的计算
描述 b3'U}0Ug >-%tvrS% 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。 /0.m|Th'm RgB5'$x} 建立系统 pTQ70V3 h83W;s 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 /AT2<w `>i8$q%
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5&-U@ xF/u('A 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。 ~AvB5
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IK n+'gVEBA bR\Oyd~e I_dO*k%l 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。 o_i N(K Z9)-kRQz=r
%X5p\VS\7 {Xjj-@
y#B4m`9 3J3Yt`
io[>`@= 6E)emFkQ
Bn4wr }zO>y%eI 分析 )/p=ZH0[ 这个系统的点扩散函数: iaV%* • Log (Normal PSF) d,5,OJY2f • λ = 0.55 mm at
)m* • 0.32 waves 3rd order spherical PwC9@c%c • EPD = 10 mm p.ks
jD • f/# = 9.68 _{
Np_(g 点扩散函数如下图: Ib&]1ger#= kgv29j?k;
] >4CBm$ ]YciLc( 系统的点扩散函数是: ;"9$LHH* • Log (Normal PSF) L=_ • λ = 0.55 mm /S #Z.T~~ • 1 wave 3rd order spherical -T8'|"g • EPD = 13.31 mm N hY`_?) • f/# = 7.27 HOr.(gL! 点扩散函数如下图: .3
S9=d? ^&z3zFTp
U>-GM> }~+q S` 演算 U&'Xsz 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: = e"RE/q2 \gW6E^
O4g2s8k Jwtt&" c0. 在这个等式中变量定义如下: 2)\gIMt% • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) NtDxwzj • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) }nK=~Wcu\ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ;39~G T • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); <ht^Ck • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) f5`q9w_c • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) T!2gOe • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) !<UdG+iV • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;[q> • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 NcyE_T • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )~{8C: • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) }08Sv=XM • F == focal length(焦距) cR6Rb[9 N • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) wu;^fL 比较 Ro.br:'Bw 在下图中: b\Mb6s 透镜EPD=10mm N+zR7`AG8 截止频率=184lp/mm _X~xfmU 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 bcUa'ZfN< `s\E"QeZN
hr?0RPp} 5n1T7-QCL 在下面的图表中: 5gZ* 透镜EPD=13.31 mm vxk~(3]<) 截止频率=250 lp/mm jMP;$w 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 ; 6q`c!p7 s(r1q$5
/&o<kY {S"! c. 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 )P#xny2 %TDY &@i=
|HQFqa< PcEE@W9 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: | W<jN
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