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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 YzforM^F a!s.850@ 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。 5$(b3] ^sr:N5~z` 建立系统 Pf^Ly97
75QXkJu 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 X^?|Sz<^E .j'@K+<45
>"PqQO S)Ub/`f{s 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 ,_wm, x"zjN'| W(]E04 mmpr]cT@'k 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 =:ya;k& J?|K#<%
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E)rOlh7 i+qLc6|S=2 分析 qCxD{-9x{ N4Fy8qU; 这个系统的点扩散函数: T9U2j-lA? • Log (Normal PSF) Bp=oTCG • λ = 0.55 mm xqi*N13 • 0.32 waves 3rd order spherical rhzv^t • EPD = 10 mm tNi%}~Z • f/# = 9.68 5* o\z&*L 点扩散函数如下图: F'Y2f6B eD`
,
b0zxT9 |4?}W , h.}t${1ZC 系统的点扩散函数是: GP7)m • Log (Normal PSF) avbr7X( • λ = 0.55 mm a2klOX{ • 1 wave 3rd order spherical +|}K5q \ • EPD = 13.31 mm JtrDZ;^@
• f/# = 7.27 "Wn?8vR 点扩散函数如下图: n'&`9M['%d Wc`J`.#
n.)[MC} DS,FVh".| 演算 EZwdx D-b2E6o6 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: +=B}R mrLx]og,
w?$u! X 6E\\`FE4y 在这个等式中变量定义如下: 'Kso@St`o • 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) l3Bxi1k[C • 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) *|,ykb> • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx " jQe\ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); +GPT:\*q6 • 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, ...) 0@FM^ejA# • 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) fj
t_9-. • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) {i%xs#0h • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 TXh@ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
UA!Gr3 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) J PzQBc5e • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) f;tyoN0wHx • F == focal length(焦距) =`\,2Nb • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) D`~{[cv)\ |n6Q 比较 (P>eWw\0 c%LB|(@j{ 在下图中: >eG&gc@$1$ 透镜EPD=10mm Pdm6u73 截止频率=184lp/mm I\uB"Z{9 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。 ,<P[CUD&& Va
|9)m
zyp"*0zUr 在下面的图表中: 548[!p4 透镜EPD=13.31 mm n-b<vEZw# 截止频率=250 lp/mm % 6hw 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 IL6f~! ^3)2]>pW
o?O,nD
6 mv%:[+! 杂散光对评价函数的影响 ?.Yw%{?TG gUszMhHX 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 JJHvj=9'o Y\z\{JW
GWqY$YT F/od,w9_ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: FPUR0myCU B%g :Z
 ?6YUb;
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