描述 i-~HT4iw \I1+J9Gl 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。
Z{xm(^'i qd(C%Wk 建立系统 1|l'oTAA 7'z{FSS 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。
CEq0ZL-W <Qu]m.z[
F\F_">5 n.n;'p9t@ 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。
`WGT`A" _Je<_pl!D
I9rWut@+ d}j%.JJK 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。
=<MSM\Rb FM$XMD0=
Pp3<K649 HWOs
W0J d2 *] @{3$H^
A-Be}A G?)NDRM
Y|FF
;[ 5RXZ$/ 分析 0+%{1JkJq 6^y*A!xY 这个系统的点扩散函数:
]Qm$S5tU • Log (Normal PSF)
)0UVT[7 • λ = 0.55 mm
9z6-HZG'~< • 0.32 waves 3rd order spherical
GcaLP*%>B • EPD = 10 mm
~x^E kE • f/# = 9.68
8Q
ba4kgL 点扩散函数如下图:
smaPZ^;; j d"o5uo
,r^zDlS<q A?V}$PTlx Lgp{ hK 系统的点扩散函数是:
ea[vzD] • Log (Normal PSF)
Z>
Jm • λ = 0.55 mm
l*~O;do • 1 wave 3rd order spherical
4Bg"b/kF • EPD = 13.31 mm
F3+
;2GG2 • f/# = 7.27
m_YXTwwx 点扩散函数如下图:
t 66Cx /iURP-rl
d1]CN6 7{G |2t
g3m@ 演算 -E{D'X eA q/[( 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:
E| eEAa
`t[b0; 'OH
~+DPq|-O X)7_@,7 在这个等式中变量定义如下:
EMy>X • 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)
#C^)W/dP • 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)
1%Hc/N- • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
3{c6)vR2 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
;B*im
S10 • 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, ...)
ls[0X82F • 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)
x6yYx_ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
wr);+.T9R • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
}@6Tcn1 • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
]q^6az(Ud • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
!UHWCJ<
<w • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
>u?m
Bx • F == focal length(
焦距)
PY81MTv0; • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
EPeKg{w 9r2l~zE 比较 $[f-{B{>* j-]`;&L 在下图中:
- t#YL 透镜EPD=10mm
suKr//_ 截止频率=184lp/mm
%lsRj)n 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。
/3Y\s&y lV%oIf[OB
:/A7Z<u, 在下面的图表中:
Lf0X(tC 透镜EPD=13.31 mm
z|Y Ms? 截止频率=250 lp/mm
`:b*#@ 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm
'ug:ic c'|](vOd]
WwDd62g [D%(Y
~2 杂散光对评价函数的影响 JjMa HQkK8'\LP 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
j_3`J8WwF bW-sTGjRD
i0}f@pCB?X ~a$h\F'6
则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
}G/!9Zq = Ed0vw