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2021-08-02 10:23 |
MTF计算
描述 3w+ +F@( M%5_~g2n'\ 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。 8Y;2.Z`Rz 5[P^O6' 建立系统 9} ]C Or-LQ^~ 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。 |oR#j
` Vr #o]v
/1.gv~`+ X @X`,/{X 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。 J,k.*t: a)!R4 jIWX6 5Z13s 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。 Jjh=zxR> ^O**ZndB/
^%qQ)>I=j }p*WH$!~
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~Rf; 1(jx.W3
+d3h @gp #2%8@?_-M
_;:B@Z )~#3A@ 分析 F`o"t]AD-a * K0aR! 这个系统的点扩散函数: o>I,$= • Log (Normal PSF) N^jr • λ = 0.55 mm c\rP"y|S}; • 0.32 waves 3rd order spherical EH]qYF. • EPD = 10 mm T!>sL=uf • f/# = 9.68 BuS[( 点扩散函数如下图: H
WFnIUv .<6'*XR
/=KEM gI? m2Wi "X(I_ 3GXmyo:o$ 系统的点扩散函数是: &Vg)/t; • Log (Normal PSF) zn5|ewl@" • λ = 0.55 mm M?I^`6IOc8 • 1 wave 3rd order spherical Y7 e1%,$v • EPD = 13.31 mm 3u9}z+q • f/# = 7.27 Q=^TKsu 点扩散函数如下图: ?qbq\t Om2w+yU
m|PJwd6 j_SUR)5 演算 }zrapL"9X 4C9k0]k2 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: _Pn
1n RHmT$^=
n"nfEA3{` ]vH:@%3U 在这个等式中变量定义如下: V/yj.aA*@ • 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) U"L-1]L • 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) Bx|h)e9 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx mnU8i=v0A • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); 0*6Q8`I • 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, ...) +_ny{i`' • 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) %.;;itB • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) '-P+|bZW4 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 MaZS|Zei[ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 [x
-<O:r=P • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) STz@^A • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) EEiWIf&S, • F == focal length(焦距) uz;eYD • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) &a'LOq+r' @6H 7 比较 LXf|n j)#GoU=w 在下图中: Uv!VzkPfo 透镜EPD=10mm \9]-(j6[H 截止频率=184lp/mm 54oJMW9 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。 ^[Y/ +Q.J -cP1,>Ahv
Pxgul7 在下面的图表中: 8(
bK\-b 透镜EPD=13.31 mm 0R}hAK+| 4 截止频率=250 lp/mm qpq(< 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 /`j2%8^N _.SpU`>/f
^,`
L!3 C#L|7M??; 杂散光对评价函数的影响 fP
llN8n {"db1Gbfg 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 So4#n7 UkC'`NWF*
sY?sQ'E2] gwFW+*h 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: :c(#03w*C fr&p0)85>B
N:,V{Pw o8SP#ET"n a >k9&
w QQ:2987619807 bb$1zSA
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