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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 $G D@e0 MwO`DrV FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 s%Ir h;Bs atYe$Db 建立系统 0.!!rq, a@s@E 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。 h-6zQs u~\l~v^mj
3Ued>8Gv `R@b`3*%v 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。 p?e-`xs O]%Vh
l 3.E3}Jz` kCvf-;b 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。 ?CO..l (^mpb
Rr"D)|Y;C( 29kR7[k
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i27KuPjC XI7:y4M 分析 {~{</ g/ b|E1>TkY 这个系统的点扩散函数: 1ILAUtf) • Log (Normal PSF) O#3PUuE%d • λ = 0.55 mm >NjgLJh • 0.32 waves 3rd order spherical W'}^m*F • EPD = 10 mm _(0GAz%9 • f/# = 9.68 !lk9U^wnd 点扩散函数如下图: 1YJ@9 *l gSt'<v
VK3e(7b ew
4pAav RC+`sZE9 系统的点扩散函数是: O~&j}WN • Log (Normal PSF) 1qd(3A41 • λ = 0.55 mm WYY&MHp • 1 wave 3rd order spherical 2'5u}G9 • EPD = 13.31 mm r"W,G/;h • f/# = 7.27 p$1y8Zbor 点扩散函数如下图: DxJY{e9 t# <(Q
&.)ST0b4 ^_!2-QY.~ 演算 OoOr@5g 66Bx,]"6 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: $Eh:m&hq ;noZmPa
zIy&gOX vCsJnKqK 在这个等式中变量定义如下: }CB9H$FkCY • 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) =q?s B]n • 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) r
l>e~i • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx t)^18 z • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); eg(1kDMpn • 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, ...) =sh3&8 • 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) 1}"Prx- • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) }E&48$0h • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ;$/]6@bqB • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 0W!S.]^1 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ]/c!;z • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) t2RL|$>F1 • F == focal length(焦距) 7Kn}KO!Y8 • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) *TC#|5 ) $=!e%{ 比较 ^+rI=c 0 -mqL[ h, 在下图中: RR[1mM 透镜EPD=10mm ~R
C\ 截止频率=184lp/mm `*w!S8} m; 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 _l{_n2D- \CVrLn;}
4v;KtD;M 在下面的图表中: 0^mCj<g 透镜EPD=13.31 mm NXSjN~aG2 截止频率=250 lp/mm v9XevLs 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm /f]'_t0\. ZfnJ&H'
Fb<fQIa }-T
: 杂散光对评价函数的影响 [,Fu2j] @Jc^ur 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ^17i98w " mB
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y!/:1BHlm P`OZoI$bV 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: d~z%kl
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