描述 ku\_M <iL+/^# 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。
IU3OI:uq n /rQ*hr 建立系统 #opFUX- 8)sqj= 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。
JSO>rpO kkqrlJO|
D?9=q agt7b@-5= 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。
koaH31Q l%;)0gT
:vc[ iZ Z\NC+{7k] 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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4(o0I~hpB? ~Fisno
Tqm9><!r O@Xl_QNxc!
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R^[s56wp CK.Z-_M
Km-lWreTH 2W|j
K 分析 h/PWi<R
i R0{n0Br 这个系统的点扩散函数:
P3(u+UI3 • Log (Normal PSF)
~!Onz wmO • λ = 0.55 mm
/k7`TUK • 0.32 waves 3rd order spherical
S[* e K
Z • EPD = 10 mm
<y~`J`- • f/# = 9.68
a*=\-;HaZ 点扩散函数如下图:
()XL}~I{!A UPLr[>Q#
&W }ooGg r?V\X7` + 6\'v_A
O 系统的点扩散函数是:
Hn:%(Rg=aW • Log (Normal PSF)
CJ
KFNa • λ = 0.55 mm
!*EHr09N7 • 1 wave 3rd order spherical
e,8C}
2 • EPD = 13.31 mm
5a-8/.}cP • f/# = 7.27
MNkysB( 点扩散函数如下图:
Qp%kX@Z' 5GC{)#4
RM QlciG 5jkW@ 演算 ~9 K4]5K- F5&4x"c 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:
nqy\xK#.^ c5^i5de
Vk8:;Hj (;cbgHo%} 在这个等式中变量定义如下:
Fb[<YX" • 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)
oZP:}= F • 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)
/zPN9 db • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
7&OU!gp • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
8tLkJOu • 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, ...)
yn4Xi@9Pri • 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)
p4|:u[:& • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
P}JA"V& • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
Y{um1)k • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
>.QD:_@: • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
V=.lpj9m • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
+-`Q}~s+ • F == focal length(
焦距)
F5{~2~Cw( • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
N!r@M." p}O@%*p. 比较 T? _$ 3| g'1X} 在下图中:
^vJ08gu_W 透镜EPD=10mm
WWHT;ST 截止频率=184lp/mm
d v" 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。
HrWXPac
A % e:VeP~
V#C[I~l 在下面的图表中:
Ku 56TH!Py 透镜EPD=13.31 mm
e#SNN-hKsJ 截止频率=250 lp/mm
!j(v-pQf" 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
`{8Sr) e,|"9OK
X -6Se rsy'ZVLUj 杂散光对评价函数的影响 X62z>mM V'\4sPt 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
N{
;{<C9Z hH`yQGZ
5|&Sg}_ *+lnAxRa? 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
6HFA2~A ${0Xq k