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2026-04-15 08:05 |
FRED应用:MTF的计算
描述 /
V{w< HZK0Ldf 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。 :sPku<1is nM0nQ{6 建立系统 RXWjFv~/ s9 E:6 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。 giu~"#0/F fnmZJJ,Q
C,IN+@ mML^kgy\N 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。 SpkVV/
|y:DLsom?i nO|S+S_9 +qz)KtJS dIpt&nH&$ 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。 |t]9RC.;7 yh0|f94m
=V,'f j{;3+LCo*
FQ-(#[ I Mv^ 9T:
;Q"F@v}18 eh`V#%S=
6/-!oo Fb``&-Qm: 分析 fFd9D=EW. 这个系统的点扩散函数: ./fEx
'E • Log (Normal PSF) T*{zL • λ = 0.55 mm Asn0&Ys4 • 0.32 waves 3rd order spherical FI/YJ@21 • EPD = 10 mm Fhsmpe~ • f/# = 9.68 gOWyV@ 点扩散函数如下图: 6Ss{+MF|v I?Zs|A
ZK
?x_`w Hwc{%.% ae 系统的点扩散函数是: qA~D*= • Log (Normal PSF) Z~,.l
• λ = 0.55 mm apMYBbC • 1 wave 3rd order spherical V?O%k d • EPD = 13.31 mm u:S@'z> • f/# = 7.27 U.)G#B 点扩散函数如下图: :U:7iP: tZ@+18
<zf+Ii1:, _5K_YhT 演算 L|2COX 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: 5"gRz9Ta` 2 Lamvf
k41la? :1lE98= 在这个等式中变量定义如下: xk*3,J6BK • 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) rqFs[1wr>R • 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) f~q&.,I( • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx kdUGmR0d • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 9kF#* • 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, ...) 'iVo,m[yKU • 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) AslH
V@K • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) B@;)$1-UT • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 rq1kj 8%2 • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 1SFKP$^ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) VBX#
!K1Q • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) r9M={jC • F == focal length(焦距) {IMzR'PN • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ]v{fFmL 比较 baNfS 在下图中: ~^^ey17 透镜EPD=10mm ?:?4rIZ< 截止频率=184lp/mm Z0=m:h 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。 ~t:b<'/ HLe^|
=GQ^uVf1 q`aY.dD=O 在下面的图表中: >$mSFJz5S 透镜EPD=13.31 mm s3M84w z 截止频率=250 lp/mm 8`G{1lr4o 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 lkfFAwnc U R@BSK'
&{ {DS \B2d(=~4 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 <s-@!8*( Nr"N\yOA/
%<?ciU JQ_gM._3 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ~RXpz-Ye
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