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描述 N\9Wxz$ ^*=.Vuqy 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。 BQfq]ti 96FS-` 建立系统 X|w[:[P [|!A3o 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。 o6[aP[~F
nW*D
J@vL,C)E6 -]K9sy)I 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。 7A mnxFC J*} warf& gL:Vj%c "$Mz>]3&q Z.DO 2=+= 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 M)JKe!0ad1 6*\WH%
exHg<18WSe Y 3 QrD&V
tr t^o hmQ;!9
5v`[c+@F e(~9JP9
(q]_&%yW _vV3A3|Ec, 分析 34gC[G= 这个系统的点扩散函数: +-*Ww5Zti • Log (Normal PSF) y9xvGr[l • λ = 0.55 mm 0mMoDJRy • 0.32 waves 3rd order spherical 8$TSQ~ • EPD = 10 mm Ey#7L
M) • f/# = 9.68 [ u.r]\[J 点扩散函数如下图: ?~p]Ey}~9 $%P?2g"j,
!Enq2 ]9P2v X 系统的点扩散函数是: 4Nun-(q • Log (Normal PSF) 0Kytg\p} • λ = 0.55 mm 3Hd~mfO\ • 1 wave 3rd order spherical -/'_XR@1 • EPD = 13.31 mm T{:~v+I= • f/# = 7.27 MoX~ZewWR 点扩散函数如下图: e>] gCa o#~Lb9`@U
]~K&b96( f)x(sk 演算 ^P}jn`4 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: !K[UJQs\ ("r\3Mvs
rV_i| !ay:h
Iv 在这个等式中变量定义如下: h%%ryQQ&< • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) sW^e D; • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) <c77GimD? • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx [Xyu_I-c • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0;Oe&Y • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) A+w'quXn • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) |8q:sr_ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ]T:a&DHC • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 L}a-c(G+8 • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 q)j_QbW) • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) 0Fw4}f.o • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) YT`,f*t • F == focal length(焦距) 'EHtA9M • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) \}Al85 比较 -^aJ}[uaI 在下图中: m!K`?P]:N 透镜EPD=10mm { )-8P 截止频率=184lp/mm Fd86P.Df 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 +6`+Q2qi (yb$h0HN
l+A)MJd oj abD@0zr 在下面的图表中: YO'aX 透镜EPD=13.31 mm )GYnQoV4 截止频率=250 lp/mm dfP4SJqq
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 z?^oy. = ;cTm5d;T
hm*cGYV/ k5%W8dI 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ;
I;&O5Y L</k+a?H!
R*=88ds V,h}l" 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: l0 8vF$k|d Z%Fc
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