描述 >ZE8EL p$qpC$F 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。
P5qY|_ Y&G]M 建立系统 F$|Ec9 -naj.omG| 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。
\Y>!vh X [K*>W[n
$@ous4& @TvoCDeI 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。
b?=>)':f g9rsw7
/]_a\x5Ss JUf{;nt 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,
波长为0.55 μm,功率为一个单位。
gz,x6mnQ ug|'}\LY
7%%FYHMO: UC u4S >
B!;qz[]I 6v]y\+
JfrPK/Vn uB`H9
K|OowM4tv viLK\>> 分析 U1.w%b, "!fvEE 这个系统的点扩散函数:
4!I;U>b b • Log (Normal PSF)
*Dz<Pi^ • λ = 0.55 mm
bnm3
cR:h" • 0.32 waves 3rd order spherical
ZeL v! • EPD = 10 mm
3
zF"GT • f/# = 9.68
e%B;8)7 点扩散函数如下图:
P ]prrKZe, ssWSY(j]
a2z1/Nh 09r0Rb P+hp'YK1 系统的点扩散函数是:
;'|Mt)\ • Log (Normal PSF)
{eQ')f • λ = 0.55 mm
qMA K"%x • 1 wave 3rd order spherical
}gfs • EPD = 13.31 mm
B <CK~ybY • f/# = 7.27
]Zj6W9]m 点扩散函数如下图:
nVK`H@5fw z .xOT;t
=VctG>ct| '(qVA>S 演算 'u%;5;%2 <21@jdu3n, 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:
Hy_}e" Z,? T`[4B
!R`)S7! UP*\p79oO 在这个等式中变量定义如下:
(16U]s • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数)
\N?,6;%xB • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数)
.2si[:_(p • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
C8J3^?7E • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
W8/8V, • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...)
cl4Vi% • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)
)(Z)yz • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
ZRjqjx • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
B!#F!Wk" • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
W$l%= / • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
Y?^1=9?6 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
ZgXn8O[a • F == focal length(
焦距)
}`SXUM_sD` • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
@ZD/y%e nCj_4,O 比较 v+3-o/G7 L&i _ 在下图中:
g#=~A&4q 透镜EPD=10mm
!.[N(%" 截止频率=184lp/mm
"n4' \ig 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。
:N3'$M" +Y:L4`
r%QnV0L^ 在下面的图表中:
sbZ^BFqp 透镜EPD=13.31 mm
Tt0:rQ. 截止频率=250 lp/mm
CUS^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
<Bmqox0 }iK_7g`yKa
,sM>{NK9R vfh0aW-O 杂散光对评价函数的影响 +h*.%P}o P@u&~RN9f+ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
>-~2:d\M3 /pa8>_, ~
)ZU=`!4 xSQ0] vE 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
f
+# hKT ]M[Pv