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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 <I#nwoHN p9>1a j2a 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。 4iI4+ -3K01p 建立系统 oo\7\b#Jx &,l(2z[ 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。 QR2S67- E|vXM"zFl
]t0St~qUL) 3_ly"\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。 W#P`Y < u$ kV+%(Gl8 1Q/=s,{u #CV]S4/^ 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。 "Ccyj / =%B5TBG
4{@{VsXN lrAhdi
C-@[= /9e?uC6
", p5}}/ {Q}F.0Q
N=PSr 4 lA pZC6Iwk 分析 kH5D%`Kw ?P}bl_ 这个系统的点扩散函数: u"uL,w
1- • Log (Normal PSF) :r(dMU3% • λ = 0.55 mm QC?~$>h!? • 0.32 waves 3rd order spherical -&COI-P8 • EPD = 10 mm cNbUr • f/# = 9.68 Sx[
eX,q 点扩散函数如下图: 2Rt6)hgY AhD C5ue=
j^7A}fz u0GHcpOm @c- 系统的点扩散函数是: d:kn%L6k_ • Log (Normal PSF) -@e2/6Oi • λ = 0.55 mm Y
hQ)M5 • 1 wave 3rd order spherical /)T~(o|i • EPD = 13.31 mm ?G5,}% • f/# = 7.27 lxm/*^
点扩散函数如下图: z&WtPSyGj 9vz\R-un
J\Hv42 i!zFW-*5 演算 |{&M#qXe {fnx=BaG 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: >MGWN |mP};&b
<sw@P":F <|3%}? 在这个等式中变量定义如下: \"1>NJn&k) • 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) <n4` #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) jM&di • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx l2LLM {B • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); r=&,2meo • 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, ...) WFiX=@SS • 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) }b1FB<e] • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) Z;%uDlcXI • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 O 5:bdt. • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 %rMCiz • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
0_eqO'" • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) dYwkP^KB • F == focal length(焦距) odSPl{. >d • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
v&|65[< QYMfxpiC 比较 ^3TNj
a8f#q]TyQ 在下图中: >Jmla~A 透镜EPD=10mm 1!KROes4 截止频率=184lp/mm \4L ur 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。 X>Vc4n<} R7/S SuG6\
vY-CXWC7 在下面的图表中: u0h%4f!X 透镜EPD=13.31 mm ?id)
2V0s 截止频率=250 lp/mm \y5lYb,*c_ 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 l[Z o,4* @QQ%09*
J(l\VvK c1"wS*u 杂散光对评价函数的影响 b2OwLt9 $Lr&V~ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 F#gA2VCm
yf:Vhr
[zx|3wWAX- /)6T>/ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: .;]WcC<3 Cgx:6TRS
 }6@E3z]AMO
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