描述 ^4>k%d [xlIG}e9 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。
a\5FAkI 6[ga$nF? 建立系统 ZCui Fm &X>7n~@0 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的
透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,
参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。
qRB7Ec_ VD7i52xS
5Jk<xWKj onei4c>@ 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。
ot%.M*h- "MOpsb,
"M
H6fF HIc a nk 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,
波长为0.55 μm,功率为一个单位。
'-PC7"o 7=}F{U
=?Fkn4t ]!"S+gT*C
PX
O!t]* Ud%s^A-qS
LDj<?' %:9oDK
'0aG
N<c 7'p8a<x 分析 .T B"eUy c-1q2y 这个系统的点扩散函数:
#?O& • Log (Normal PSF)
NTs7KSgZ • λ = 0.55 mm
]7 GlO9 • 0.32 waves 3rd order spherical
J
m{ • EPD = 10 mm
Z=z%$l • f/# = 9.68
PR7f(NC 点扩散函数如下图:
,XKCz ]8V G-um`/ <%
l&(l$@t b'p4wE> ^q[gxuL_ 系统的点扩散函数是:
rxZi8w>} • Log (Normal PSF)
o+ O}Te • λ = 0.55 mm
_r Y,}\ • 1 wave 3rd order spherical
M!m?#xz'c • EPD = 13.31 mm
-.I4-6~ • f/# = 7.27
(U1]:tZ<. 点扩散函数如下图:
P.\nLE J= QrYa%D+
,ZE?{G{tuj Jl<ns,Zg 演算 </zXA$m r|<DqTc6l 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:
k) \gWPH (#\pQ51
48D?'lW % *<4Em{rZ5 在这个等式中变量定义如下:
0?Q_@Y • 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)
A&5:ATQ/| • 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)
.i"W8~<e • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
AC%JC+ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
77 r(*.O| • 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, ...)
c "=N • 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)
'cZN{ZMWG • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
0Rn+`UnwB • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
"j<bA8$Vw • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
[]kN16F • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
)U
t5+-UK • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
< B g8,; • F == focal length(
焦距)
AasZuO_I • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
?*"srE,#JX W
!}{$ 比较 f2I6!_C!+ ;az5ZsvN
D 在下图中:
F_3:bX 透镜EPD=10mm
njPPztv/@ 截止频率=184lp/mm
^]C&tG0 ! 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。
! ]`
#JAL7 9SQ4cv*2
Q%S9fq,q 在下面的图表中:
J%C#V}z7E 透镜EPD=13.31 mm
0ZpFE& 截止频率=250 lp/mm
yCz|{=7"j 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
cu!W4Ub< ,FzeOSy'p
cgu~ 7 Cqcb>\X 杂散光对评价函数的影响 vV?rpe|% H].y w9 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
uGU;Y'W) XM1`x
E; $+f p,g1eb|E 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
p>=[-(mt B@YyQ'