描述 !*#9b R$&; FRED可以计算一个给定
系统的
MTF,本
教程解释了如何来实现这个功能。
bn*:Bn1 %-n)L 建立系统 <F9-$_m b<W\#3~G 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。
Mq>
4! @\by`3*Q
7By7F:[ b o5Oig 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。
Rpn<"LIoB: R~g|w4a@sC
J9T2 p\5 $?GggP d 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,
波长为0.55 μm,功率为一个单位。
iYXD }l;r XCM!8x?K
iK}p#"si lNe4e6
I!/32* s1t ,3:f4e\<
!u7KgB<=/F {it.F4.
J*B-*6O44 do" m=y 分析 )\+Imn <'\Nv._2a 这个系统的点扩散函数:
Jn hdZa • Log (Normal PSF)
<'=!f6Wh • λ = 0.55 mm
X'OpR • 0.32 waves 3rd order spherical
6))":<J • EPD = 10 mm
n.+*_c8 k • f/# = 9.68
C%4ed# 点扩散函数如下图:
HI5NWdfRl x1:mT[[$
2s}S9 HlE8AbEg #S7oW@ 系统的点扩散函数是:
'n|U
• Log (Normal PSF)
Pe:)zt0 • λ = 0.55 mm
+yL; ?+s>= • 1 wave 3rd order spherical
O*N:A[eW • EPD = 13.31 mm
eU"yF >6' • f/# = 7.27
QSaDa@OV 点扩散函数如下图:
VxY]0&sq QQAEG#.5
\S h/<z ,i_+Z
|Ls 演算 j~'.XD={ -VohU-6 | 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:
8~U
^G[! $:s@nKgnD~
KR.;X3S} AE~zmtW 在这个等式中变量定义如下:
qT?{}I • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数)
NDRDP D • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数)
!gI0"p? • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
HxbzFu?h • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
21!X[)r • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...)
u(zgKoF9A • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)
:'DX
M{ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
|5flvkid • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
v7(7WfqP • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
RxP~%oADw • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
!$Uo$?gC • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
3nA^s"#p • F == focal length(
焦距)
Lv+{@) • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
]*NYuEgc -aT-<+?s 比较 DVd8Ix <
n1\$|[^6 在下图中:
"'5(UiSFz 透镜EPD=10mm
8i;1JA 截止频率=184lp/mm
IYn`&jS{ 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。
wXQu%F3 8YZ9
)Q1aAS3 在下面的图表中:
M2%@bETJ 透镜EPD=13.31 mm
L\mF[Kd#+T 截止频率=250 lp/mm
FKL4`GEm 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm
]2u
<?A4/18K
aH;AGbp ;[o:VuTs 杂散光对评价函数的影响 w!UF^~ A"r<$S6 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
dg.1{6HM ^m7y=CJM
R.i]6H! e,Cc.T\o 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
:G6CWE 09McUR@