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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 2mN>7Tj: 6C@,&2<yK 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。 ~9c?g(0 K-(k6<h 建立系统 xzTTK+D@ A@-nn] 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。 j_Pt8{[ &0Yv*,4]
VZBT'N )/kkvI()l 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。 ]4wyuP,up &^$dHr6v
rlTCVmE8[ ~`)`Ip o"dX3jd 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 IH8^ fyQ` W<C
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+M-x*;. |;3Ru vX?+ 分析 Q-o}Xnj*!L 这个系统的点扩散函数: 7.)e4 • Log (Normal PSF) SRs1t6&y= • λ = 0.55 mm .O!JI"? • 0.32 waves 3rd order spherical o&}!bq] • EPD = 10 mm }9yAYZ0q{b • f/# = 9.68 %B+W#Q` 点扩散函数如下图: o}H7;v8H R{Q*"sf
N"Y) @b[{.mU 系统的点扩散函数是: ;v%Fw!b032 • Log (Normal PSF) <y#-I%ed • λ = 0.55 mm JW[y • 1 wave 3rd order spherical 6)63Yp( • EPD = 13.31 mm h?E[28QB • f/# = 7.27 _aa3;kT_ 点扩散函数如下图: MzZYzz Pqiw[ +a$
x_Zi^ ] 3aIP^I1 演算 xG:eS:iT 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: W>3[+wB d,kh6'g2@
W"
>[sn| mLApF5Hy 在这个等式中变量定义如下: G|eY$5!i • 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) XFpII45 • 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) 8xs}neDg* • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx +oa\'.~? • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); (B|4wR\ • 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, ...) r}kQ<SRx • 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) Hl`S\ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) 4qMqAT • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 al>^}: • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 IvuKpX>* • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O[ tD7!1 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) X"_,#3Ko! • F == focal length(焦距) l&3f<e • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 0/{$5gy& 比较 $n_'#m2LE 在下图中: B-Bgk 透镜EPD=10mm 2fZVBj 截止频率=184lp/mm _<tWy+. 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 )I7~<$w I(LBc
%04N"^mT'~ MmUtBT 在下面的图表中: ZH'- >/ 透镜EPD=13.31 mm n^F:p*)Q% 截止频率=250 lp/mm Yq~$Q4 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 pxm{?eBz R@*mMWW,
.m--#r qKoD*cl)Za 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 .|>zQ(7YC f#4,2Xf
"^sh:{ },r30` )Q 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: :[icd2JCw] j7L uN
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