描述 $PstEL Iq?n*P$ 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。
hp c &s ?6Wv["% 建立系统 38 ]}+Bb ^sKdN-{ 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。
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qRSoF04!R 6:~<L!`& 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。
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0tz? sN RNF%i~nhO 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。
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{ cQkj{u
Mkh/+f4 `_k_}9Fr
:7M%/#Fy -{}(U
j8oX9
Yo0= ~47 0LgpO1
YqmsL< S{RRlR6Z 分析 RBz"1hRo` +DG-MM%\ 这个系统的点扩散函数:
3:O|p[2)L • Log (Normal PSF)
25f[s.pv8 • λ = 0.55 mm
`$Um • 0.32 waves 3rd order spherical
/d+v4GIB • EPD = 10 mm
M]|]b-# • f/# = 9.68
,)uW`7 点扩散函数如下图:
l{*m-u 5&; vz(=3C[
|$;4/cKfy %"cOX ^*YoNd_kpN 系统的点扩散函数是:
6.9C4 • Log (Normal PSF)
T
Xiu/g( • λ = 0.55 mm
fWPa1E@ • 1 wave 3rd order spherical
q:nUn?zB • EPD = 13.31 mm
\!hd|j?&6 • f/# = 7.27
VDro(?p8Z 点扩散函数如下图:
=;GmLi3A A;5_/ 2
^rs{1S ZeY|JH1 演算 ,na}' A@a` ]#[4eaCg 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:
,{\Ae"{6 fs yVu|G
7IFZK\V _xH<R 在这个等式中变量定义如下:
fN@ZJ~F%j • 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)
\[qxOZ{ • 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)
~+d{:WY • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
#eN2{G=4+ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
H0 Zo.Np • 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, ...)
>Tjl?CS • 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)
nGwon8&]] • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
:{^~&jgL • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
g_n_Qlo • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
tK@7t0 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
RT3(utwO • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
(&87 zk • F == focal length(
焦距)
|Xm$O1Wa • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
r*8a!jm? dl3;A_ 2 比较 -T;^T1
3.Yg3&"Z 在下图中:
FZ RnIg 透镜EPD=10mm
=L@CZ" 截止频率=184lp/mm
6`iYIXnz 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。
/}2Y-GOU T`pDjT
}Xk_
xQVt{ 在下面的图表中:
WtKKdL 透镜EPD=13.31 mm
.I EHjy\+ 截止频率=250 lp/mm
E%;$vj'2 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
pH.&C 5kA ?{}P#sn
PNd'21N @)0 杂散光对评价函数的影响 { `Z~T&}~T hr&&b3W3p 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
b{,v?7^4 A`JE(cIz3
>&:}L% N
P+vi@Ud 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
x:4R?!M. }apno|W&