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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 QfM^J5j.M? mUR[;;l 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。 xlgT1b:6 <5CQ#^cK 建立系统 sk0/3X*Q% LW("/ 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。 J4iu8_eH!D |8x_Av0
*tkf)[( 99]s/KD2yb 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。 CUjRz5L ,'l.u?SKyd 98_os2` YY'[PXP$Y 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 W&Xi&[Ux rEU1
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6Q+VW_~ =umF C[.W
fKua om9 pMp@W`i^6
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R9+f^o`W A 7|x|mW 分析 ?:zMrlX qrt2uE{K 这个系统的点扩散函数: 2fPMZ7Zd3 • Log (Normal PSF) otP2qAI • λ = 0.55 mm )*o) iN 7l • 0.32 waves 3rd order spherical :4COPUBpPV • EPD = 10 mm Ja@?.gW • f/# = 9.68 DFGgyFay 点扩散函数如下图: icK U) O9{A)b!HB
!W=2ZlzS ({!*&DVu ;:Kc{B.s 系统的点扩散函数是: \}Pr!tk! • Log (Normal PSF) ,l\D@<F • λ = 0.55 mm z_z'3d.r7 • 1 wave 3rd order spherical F#efs6{ • EPD = 13.31 mm qEjsAL • f/# = 7.27 Pp|pH|(n , 点扩散函数如下图: ^^)\|kW? \l 3M\$oS>
`7',RUj|D qZSW5lC0 演算 :!,.c$M ['0^gN$:e 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: WS$~o*Z8 -ktYS(8&
Zo,]Dx HL!" U(_ 在这个等式中变量定义如下: R"PO@v • 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) Gv\fF;,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) ]6HnK% • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx .>(qZEF • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); I,lzyxRP • 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, ...) UAdj[m61 • 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) sF#t{x/sW • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) h3A|nd>\ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ]g9n#$|. • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 JhB$s • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ;WL0 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) e?-LB • F == focal length(焦距) :#W>lq@H • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) >[g'i+{ g|4v>5Y 比较 5cl%>U ]^l-k@ 在下图中: XpOQBXbt 透镜EPD=10mm ;V1e>?3 截止频率=184lp/mm _]=, U.a=/ 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。 N" oJ3-~ ~bJ*LM?wOP
,[Z;"wE 在下面的图表中: *|:]("i 透镜EPD=13.31 mm y]f| U-f:~ 截止频率=250 lp/mm '
9 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 RozV &,`P%a&k
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6|\ 杂散光对评价函数的影响 JTB5#S4W /d-7n|#E 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 R0mWVgoz u@zBE?
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YY<e]CriU D$c4's`5 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: "A9 c] gs77")K&
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