描述 (Y py} txEN7! 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。
gUiO66#x C-pR$WM:HN 建立系统 ~[H8R|j " 7i5B=y7b 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。
?NE/}?a 4U2{1aN`
bH+NRNI] /gAT@Vx 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。
le*+(aw
8Qi)E1n
O_ _s~ <B@NSj 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。
|bk9<i ? #1dVp!?3T
]m_x;5s $ |q3X#s72
m|NZ093d 3a:Hx|
Yg
f y2vAwl E PE_2a}
@x `X|>& e&sH<hWR 分析 c0wLc,)G [%k8l~ 6 这个系统的点扩散函数:
*+v*VH • Log (Normal PSF)
izSX • λ = 0.55 mm
R_!'=0}V • 0.32 waves 3rd order spherical
stG
+4w • EPD = 10 mm
%P}H3;2 • f/# = 9.68
^cZ< .d2 点扩散函数如下图:
G#[A'tbKk ,h=a+ja8
P'wo+Tn* 20I`F>-* zS:2?VXxq 系统的点扩散函数是:
?|,:;^2l1 • Log (Normal PSF)
a&{Y~Og?% • λ = 0.55 mm
1;[KBYUH • 1 wave 3rd order spherical
J4+WF#xI2 • EPD = 13.31 mm
yeyDB>#Va. • f/# = 7.27
\W=3P[gb 点扩散函数如下图:
-sJ1q^;f@ =]%,&Se
et5lfj 7R:j^"I@ 演算 A~xw:[zy$a he(K 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:
S ,F[74K z5gVP8*z5
wa<k%_# M +TbAtkEF* 在这个等式中变量定义如下:
xHt7/8wF • 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)
Jqb~RP~ • 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)
XaCvBQ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
U!uPf:p2 • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
Xz @#,F:@ • 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:7V.. • 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)
Hc\C0V< • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
#b/L~Bw[ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
mrr]{K • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
a0hBF4+6 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
q\@_L.tc[ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
&|Wqzdo?# • F == focal length(
焦距)
%}(`? • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
$y6 <2w%b A|LO!P,w 比较 n
UmyPQ~ I?Iz5e- 在下图中:
-E1-(TS 透镜EPD=10mm
WzstO}?P( 截止频率=184lp/mm
p-IJ':W 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。
dwk%!% I;Mm +5A
~*bfS}F8I 在下面的图表中:
7d
R?70Sz 透镜EPD=13.31 mm
:pM8Q1:B 截止频率=250 lp/mm
^vMlRt; 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
/?r A| HL&HY)W1gf
^2}HF/ !-tw 杂散光对评价函数的影响 Zb2pZhkW s.p>
?U 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
y5F+~z}{ "LTw;& y
ef^GJTv&k ]7}!3 m 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
wxqX42v 1N(#4mE=