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2026-04-15 08:05 |
FRED应用:MTF的计算
描述 KHs{/ >"$-V Y6 i 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。 V.a]IkK'K 9{^B
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建立系统 (!&O4C5 $j4?'-i=e 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。
rgvc5p !L.z4n,n+
\g6 #MNW MzW$Sl&: 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。 <~8f0+"
.2 SIU4[P O/r<VTOp yI)fu^ y7G|P~td 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。 6;c{~$s~[ yar IR|
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"%u%< o!dkS/u-m 分析 1bAp{u& 这个系统的点扩散函数: 8; N}d)*O • Log (Normal PSF) d_|v=^; • λ = 0.55 mm _
~$0cj< • 0.32 waves 3rd order spherical OZ]3OL, • EPD = 10 mm s?I=} • f/# = 9.68 eDZ3SIZ 点扩散函数如下图: /(L1!BPP9m g_!xO2LH,8
7Qztc?XK )Zr0_b"V:e 系统的点扩散函数是: kK6>>lD' • Log (Normal PSF) w`Aw+[24 • λ = 0.55 mm Fi=8B&j • 1 wave 3rd order spherical x};g!FYfkB • EPD = 13.31 mm g
wiC , • f/# = 7.27 !Yi<h/: 点扩散函数如下图: /r{5Lyk* lMf5F8
X)+sHcE~# {8Nd-WJ{ 演算 c{P`oB8 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: <NsT[r~C &otgN<H9
i-W2!;G {v'Fg 在这个等式中变量定义如下: 'V{k$}P2 • 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) 7lOiFw • 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) %),O9*[9 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx ~ ?_Z!eS • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Pz!yIj • 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, ...) !{0!G • 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) WU@,1.F: • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) p=T\3_q • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 LJ#P- `!{& • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 u^[v{hv'H • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) m$: a|'mS • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) GlZDuU • F == focal length(焦距) \F3t&: • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) {q4"x5| 比较 eci\Q, 在下图中: 5X-(@GwN 透镜EPD=10mm Q;M\P/f 截止频率=184lp/mm &|;!St]!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。 RO8Ynm2
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e.p0[ 9hzU@m 在下面的图表中: K;lC# 透镜EPD=13.31 mm xFnMXht 截止频率=250 lp/mm Pl6=._
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,6=EK*3T nQ6'yd"
,#haai( \59hW%Di 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 U7=Z.*/62 95&HsgdxJ
g5[3[Z(. (*]Y<ve 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: oPir]`re
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