描述 k/}E(_e ?hwT{h 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。
M\ {W &o1! L&SlUXyt.c 建立系统 L;k9}HWpP Dz>v;%$S- 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的
透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,
参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。
-+=+W gdyP,zMD7
^ G(GjW8 MUU9IMFJ 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。
&B5@\Hd; ^3
'7
6@@J>S> rN%aP-sa< 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,
波长为0.55 μm,功率为一个单位。
L|[0&u! F82_#|kpS
d*xKq"+
&E |0$wRl+kN
AHre#$`97 !mLYW
Lg[_9`\ Z6I^HG{:
3<nd;@:- #(G#O1+ 分析 Q(Dp116 F&om^G'U 这个系统的点扩散函数:
>>C(y?g • Log (Normal PSF)
}+8w • λ = 0.55 mm
H,H=y}, • 0.32 waves 3rd order spherical
[LJ1wBMw • EPD = 10 mm
{]w@s7E • f/# = 9.68
jI(}CT`g 点扩散函数如下图:
n-7|{1U `_{^&W
WS
w1+xlM,,9 sKT GZA <|'C|J_! 系统的点扩散函数是:
tOK lCc • Log (Normal PSF)
>}~Pu|
_S • λ = 0.55 mm
\)pT+QxZ • 1 wave 3rd order spherical
Qr4c':8 • EPD = 13.31 mm
SDTX3A1 • f/# = 7.27
W c"f 点扩散函数如下图:
p Rn vd| g6kVHxh-
QDg\GA8| %usy`4
2 演算 SqhG\qE{Qj $DOBC@xxzT 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:
0b0.xz\~U nZbfc;da
6jiz$x /pvR-Id|6 在这个等式中变量定义如下:
SoY= • 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)
A7!=`yA$ • 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)
n)(E 0h • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
`)[bu • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
vt" 7[!O • 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, ...)
OE(Z)|LF • 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)
MH+t`/E0] • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
#
4AyA$t • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
Xx~XW^lsh • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
fCL5Et • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
0?]*-wvp • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
BK>uJv-qU • F == focal length(
焦距)
z
(,%<oX • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
rkdwGqG C~.7m-YW 比较 tc%?{W\ h[SuuW 在下图中:
|RBgJkS;8 透镜EPD=10mm
/XG4O 截止频率=184lp/mm
hVe@:1og# 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。
5fK#*(x H=OKm
jOppru5U 在下面的图表中:
"Ldi<xq%xl 透镜EPD=13.31 mm
URq{#,~CT 截止频率=250 lp/mm
,ufB*[~ 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
85P7I=`*d D=U"L-rRs
cNzn2-qv IiG~l+V~ 杂散光对评价函数的影响 )vB,eZq 8}FZ1h2
4 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
6>! ;g'k rAK}rNxI
R^Wed o7N3:) 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
I^pD=1Y] d>z?JDt