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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 @*!8 iFpJ/L 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)p1[&" M %I?uO(
@ 建立系统 U }xRvNz LLCMp3qBz 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。 u|i.6:/= aO6w:IO
F`+}p- Y=\;$:L[ 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 bfhap(F~(e h9$Ov`N(%
Q`'w)aV r+ k5Bk' 6o!+E@V
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。 {p-&8- \$W>@w0
}GRZCX> !-)Hog5\
>Ta|#]{ (w`9*1NO
]+Ik/+Nz c/%i,N\5
@WEDXB 3%p^>D\ 分析 AQ7w5}g+V 这个系统的点扩散函数: V]&0"HX2r! • Log (Normal PSF) #| ETH;HM • λ = 0.55 mm 1U^;fqvja • 0.32 waves 3rd order spherical \c (R#*0, • EPD = 10 mm +O8rjVg) • f/# = 9.68 U8m/L^zh 点扩散函数如下图: 2M1}`H\ ;Hk{bz(
f_I6g uDPz jv_z%` 系统的点扩散函数是: Q+YYj • Log (Normal PSF) ?H3Ls~R • λ = 0.55 mm ^M_0M • 1 wave 3rd order spherical 1CXO=Q • EPD = 13.31 mm `o4alK\ • f/# = 7.27 mO%F {' 点扩散函数如下图: .W>LEz' %PW_v~sg
x/7kcj!O ZgarxV* 演算 }g&A=u_2 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: R+}7]tva6C KsVN<eR{
uI lm!*0 ~?E.U,R 在这个等式中变量定义如下: qJN!L)) • 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) - >_rSjnM{ • 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) p$.m=+K~ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx oU"!"t • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); \7]0vG • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) x)GpNkx: • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) iX
(<ozH • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ;D'6sd" • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 pg0Sq9qCN • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 wX/0.aZ | • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) xs?Ska,N • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) CmP_9M?ce • F == focal length(焦距) ?5VPV9EX • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) v_G1YC7TU 比较
|k,M$@5s 在下图中: r8%"#<]/ 透镜EPD=10mm rD_\NgVAs 截止频率=184lp/mm sQ";
t=yC 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。 ; ,9:1.L k7ye,_&>
q#C;iK4 b';oFUU>Q 在下面的图表中: ^L4"X~eM 透镜EPD=13.31 mm FW=`Fm@z%% 截止频率=250 lp/mm JiN>sEAM 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 ~S\y)l\wZ .30eO_msK
+%sMd]$,n 2-$O$&s. 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 GUDz>( <Dk6o`7^N
3%~c\naD?O K&'Vd@ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: xu<oQBt |X47&Y
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