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2024-11-14 07:54 |
FRED应用:MTF的计算
描述 +T8MQ[(4 P(/eVD#v 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。 #<EYO `uH7~ r^ 建立系统 9C0#K\ +.OdrvN4) 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。 $L?KNXHAF! <HzL%DX
'4Fwh]Ee j4+Px%sW 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 &;=/^~EG 6U.|0mG[
Vu=/<;-N UGj |)/ r a>2< 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 _(I6o Hmt2~>FI[
Bv'%$}}- ODhq
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14jN0\ %:zu68Q[
bI8uw|c k~ByICE 分析 mt`CQz"_ 这个系统的点扩散函数: >#k-
~|w • Log (Normal PSF) X2rKH$<g • λ = 0.55 mm "H<us?r{ • 0.32 waves 3rd order spherical y&-QLX L • EPD = 10 mm [/%N2mj • f/# = 9.68 PP>6 点扩散函数如下图: j49Uj}:j Z6A-i@
r[H8;&EL ovBmo2W/ 系统的点扩散函数是: `fTM/" • Log (Normal PSF) kS:#|yY8% • λ = 0.55 mm q$mc{F($D • 1 wave 3rd order spherical 4=MjyH|[Jx • EPD = 13.31 mm #j=yQrJ • f/# = 7.27 mbGma 点扩散函数如下图: xZlCFu y& 1@d+Lf
zdd-n[%@V 46Sz#^y
P 演算
%0N
HU`j 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: V?1 $H IhYR4?e
)AQ^PBwp |=m.eU 在这个等式中变量定义如下: -4&
i t: • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) =4a:)g' • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) \'4~@ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ,1$F#Eh • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); yi>AogQ, • 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, ...) wz*iwd- • 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) eY5mwJ0K • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ACdPF_Y] • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 pX?3inQP%( • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 Es%f@$0uy • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) O9(z"c • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Z,A $h>Z • F == focal length(焦距) |uqI}6h. • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) pB8D 比较 hEQyaDD; 在下图中: (^m]
7l 透镜EPD=10mm K+F"V W*? 截止频率=184lp/mm C;N6",s! 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 aQtd6L+ J +*:mKx@Nw
MQ-u9=ys MK=oGzK 在下面的图表中: 1x:W 3. 透镜EPD=13.31 mm jTvcKm|q 截止频率=250 lp/mm +*]$PVAFA 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 pOc2V t?4H9~iH
gHrs|6q9 dm4Q'u 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 ~Ld5WEp k3 ^{4BcM7eH
i}sAF/ -AdDPWn 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: ERpAV-Zf 3ic /xy;}
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