描述 U%u%_{-
B +<i=w 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。
]7:*A7/!. cOrFe;8-. 建立系统 DNmP> ~
KnxK9 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。
}]!?t~5* RQQ\y`h`
rOA{8)jIa* ee\xj$, 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。
-kkpEw\ </-aG[Fi
S*w; $`Y H*R4A E0 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,
波长为0.55 μm,功率为一个单位。
Q)L6+gW^ GS&iSjw
*)xjMTJ% 7j~}M(s"
LnlDCbF;! e{E8_2d
CEl9/"0s6 K bM1b
CEEAyip-c {}DoRpq= 分析 rPXy(d1<`S J[{?Y'RUM 这个系统的点扩散函数:
W`g zMx • Log (Normal PSF)
(y!V0iy] • λ = 0.55 mm
}y&tF'qG • 0.32 waves 3rd order spherical
ZMGthI}~- • EPD = 10 mm
y\@INA^ • f/# = 9.68
#2*6esP 点扩散函数如下图:
H%G|8,4 Dg'BlrwbR
Xn
#v! 45U!\mG t~kh?u].j 系统的点扩散函数是:
W+`T:Mgh • Log (Normal PSF)
7 DW_G • λ = 0.55 mm
?my2dd,| • 1 wave 3rd order spherical
C|-QU • EPD = 13.31 mm
`g^b Qx • f/# = 7.27
Pt\GVWi_t 点扩散函数如下图:
b<\aJb{2 ;nbbKQ]u
=l+~}/7'Z j:P(,M[ 演算 1^AG/w g\A kf 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:
7;3;8Q FX *RJiHcII
Ck>{7Gw 1dl(`=^X 在这个等式中变量定义如下:
UJ7{FN=@t • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数)
%[WOQ.Sh • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数)
Yc2dq e> • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
6)[gF1 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
HC(7,3 • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...)
mJ JF • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)
K %.>o • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
?cKe~Q?3 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
"/0Vvy _| • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
q"$C)o • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
nl+8C}=u • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
82KWe= • F == focal length(
焦距)
/33m6+ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
.M( [n- W,bu=2K6 比较 V(P 1{g @r3,|tkrz 在下图中:
.kp3<. 透镜EPD=10mm
tf4clzSTa 截止频率=184lp/mm
$8WeWmY 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。
M@<r8M]G DsCbMs=Y
>TG# 在下面的图表中:
e {805^X} 透镜EPD=13.31 mm
w On*QO[ 截止频率=250 lp/mm
1HBWOV7z.? 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
Z7J4rTA Q=h37]U+
RW|Xh8.O KSQ*HO)5 杂散光对评价函数的影响 4GG0jCNk ]/{iIS_ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
_WN\9< r:--DKt
CS\8ej}y NuR3]Ja\0 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
Z=9gok\ EqF>=5*