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2021-11-09 09:25 |
MTF计算
描述 zFVNb LPr34BK 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。 f?)BAah =ZdP0l+V=k 建立系统 <n+?7`d, Uz(Sv:G 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。
_ZUtQ49 *h59Vaoc
Fljqh8c5 yhF{
cK= 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。 -90qG"@ ]7SX _:'* nlv8HC E#'JYz@ 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。 *7MTq_K(An :ryyo$
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As@0`x9 分析 'n1-?T) f0UB?
| 这个系统的点扩散函数: Zx&gr|)} • Log (Normal PSF) Vgzw ['L} • λ = 0.55 mm J=QuZwt • 0.32 waves 3rd order spherical >^mNIfdE^= • EPD = 10 mm a%R'x] • f/# = 9.68 b|7c]l 点扩散函数如下图: "`Y.N$M`k d1MY>zq
L< 3U)Gp ""LCyKu /]pBcb|< 系统的点扩散函数是: V5$J • Log (Normal PSF) RY8Ot2DWi • λ = 0.55 mm VXr'Z • 1 wave 3rd order spherical Ln~Z_! • EPD = 13.31 mm G's
>0 • f/# = 7.27 !nX}\lw 点扩散函数如下图: $:|z{p ]xJ5}/
3aMfZa<= gWlv;oq 演算 V4c$V]7 y^utMH 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: ssdpwn' mM*jdm(!
1Q$ePo h!c6]D4!L 在这个等式中变量定义如下: ED9uKp<Wbv • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) r3~~4Q4XI> • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) \2$-.npz • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx E:EXp7 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); wW5:p]<Y • 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, ...) Dm=d
• 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) }o>6 y>= • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 014p = W • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 [(%6]L} • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 }B-@lbK6) • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) al{;]>W • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) -N'xQ(#n3q • F == focal length(焦距) 1_chO?&,I • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) }zA
kUt l`#XB:#U 比较 #;4afj:2g RPb/U8 在下图中: z:m` 透镜EPD=10mm a[Q\8< 截止频率=184lp/mm sIx8,3`&y 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。 XaFu(Xu7 - v\n0Jt
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33!
:y 在下面的图表中: @fDWp/ 透镜EPD=13.31 mm ;.%Ii
w&WG 截止频率=250 lp/mm -,;r %7T 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 u!NY@$Wc I/whpOg
v% mAU3M ]{tnNr>mv 杂散光对评价函数的影响 P!;%DI!<b KY1(yni&8[ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 5C03)Go3Z H;#3S<
LyEM^d] @-uV6X8| 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: }3G`f> s -ahSFBZlg
 6EHYIN^D
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