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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 8Y`g$2SZ^8 ,V!"4T,Z FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 _:Xmq&<W q&z'S 建立系统 e%)iDt\j }ZVond$y4 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。 4@fv%LOQo *KDTBd
%:`v.AG =>5Lp 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。 .+(V</ @ U=y}vi8 34!.5^T kll!tT-N- 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。 n-8/CBEH( RD[P|4eY
Jfr'OD2$ % Lp:VU-S
N2s"$Ttq 7d>w]R,Z
W;I{4ed6 ^L$`)Ja
w;ZT-Fti k"cMAu. 分析 EF:ec9 . ;iX~3[] 这个系统的点扩散函数: %"
bI2 • Log (Normal PSF) >&;J/ME • λ = 0.55 mm ,e'm@d$Q* • 0.32 waves 3rd order spherical B1|nT?}J( • EPD = 10 mm Vv+nq_ • f/# = 9.68 3?V'O6 点扩散函数如下图: c>D~MCNxg W8^A{l4
%HpPTjAW 1 jB0gNe u|}\Af 系统的点扩散函数是: }O~D3z4l0 • Log (Normal PSF) 4dFr~ { • λ = 0.55 mm :'wxm3f • 1 wave 3rd order spherical 3v_j*wy • EPD = 13.31 mm c\o_U9=n • f/# = 7.27 Yf9E0po 点扩散函数如下图: Wo&22,EB 1(Vv-bq$
`&c[s%0 gBV4IQ 演算 @Ik5BT wT!?.Y)aj 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: a({Rb?b &_Cc
,YM=?No Wtu-g**KN 在这个等式中变量定义如下: 0(+<uo~6p1 • 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) yWRIh*>nE • 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) }bw^p.ci • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ru`7iqcz • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); T U_'1 • 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, ...) KB~[nZs7 • 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) Ld_u Me?Z • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) QmSj6pB> • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;q-c[TZC • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 NqF*hat • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
5:gpynE| • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) v0)
%S • F == focal length(焦距) N:3=G`Ws • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) }Jh.+k|_ PtuRXx 比较 A*0X~6W Y~*p27@fR 在下图中: <fBJ@> 透镜EPD=10mm M/W9"N[ta 截止频率=184lp/mm _hV34:1F 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。 L>/$l( P51c Ehf
?3DFm 在下面的图表中: T$MXsq 透镜EPD=13.31 mm ("=q-6$G 截止频率=250 lp/mm :1f,%Z$,q 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 5w>TCx Bkq4V$D_
7n .A QII V8F!o 杂散光对评价函数的影响 0aR.ct% ES,JdImZ| 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 uYs45 G OF1^_s;
?XVE{N 1H">Rb30@ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: oAN,_1v) kS{k=V&hf_
 }L Q%%
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