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2026-04-15 08:05 |
FRED应用:MTF的计算
描述 F;/^5T3wI <tO@dI$~> FRED可以计算一个给定系统的MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 1Xh@x {&Rz>JK 建立系统 K}n.k[Do 6o]{< T/' 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 eMEKR5*-O ut]&3f''
m'G=WO*% 3ohHBo 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 7c%dSs6
M/xm6 0%|)=T3Slu xHx_!
)7 Az(,Q$"|5 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。 k^KpQ&n p.MLKp-'
2=<,#7zlJ T1?9E{bC8A
Jv%)UR.] Uw5&.aqn.b
_BgWy# I@Yk &aU
bF;|0X$
x sVnq|[ / 分析 (Xzq(QV 这个系统的点扩散函数: lA6{TH.x • Log (Normal PSF) |Ul 4n@+2 • λ = 0.55 mm :: GW • 0.32 waves 3rd order spherical [%/B"wTt • EPD = 10 mm K0@bh/i/^ • f/# = 9.68 ,s}7KE 点扩散函数如下图: _ Fk^lDI- $QT% -9&
@C('kUX~! YXF^4||j.c 系统的点扩散函数是: JHg;2xm"<K • Log (Normal PSF) 6Y.k<oem • λ = 0.55 mm ojJua c4 • 1 wave 3rd order spherical a>y e • EPD = 13.31 mm P= E10 • f/# = 7.27 LR4W 点扩散函数如下图: ^"uD:f) !af;5F
>r4BI}8SK< 8[
ZuVJ] 演算 C.}ho.}
r 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: b
ts*qx&) Y{t}sO%A
E1A5<^t '7@Dw;
在这个等式中变量定义如下: 6@d/k.3p • 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) hA`9[58/ • 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) sAK&^g • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx h-m0Ro?6 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); HuxvIg • 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, ...) M%!j\}2A • 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
"Aeg| • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) `"xzC $ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 AO7X-, • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 !:_krLB< • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) idS+&:' • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) JmBMc}54 • F == focal length(焦距) V Kc`mE • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) 3m~3l d 比较 5["n] i 在下图中: N B8Yn\{B 透镜EPD=10mm n@oSLo`k,` 截止频率=184lp/mm ,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。 B\dhw@hM R^K:hKQ
k6;pi=sYNW wA87|YK8* 在下面的图表中: 3 "|A5>Vo 透镜EPD=13.31 mm @d^MaXp_P 截止频率=250 lp/mm E/d\ebX| 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 {#+'T 13sx |A H@W#7j
(<|1/^~= PJh97%7 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 JgldC[|7 ?CpM.{{s
)VG_Y9;Xk: Sh<A936/E 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
Bf,}mCq
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