描述 eD-#b| ?=>+LqP 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。
;g8R4!J }p=Jm)y 建立系统 {2qFY5H -\+s#kE: 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。
CF&NFSti^ YTAmgkF\4
;V@WtZv :WQ^j!9' 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。
~a%Z;Aj 7ByTnYe~S
J5*tJoCYS 8 m5p_\& 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。
Q)"C&)`l 4B=2>k
WegtyO !GOM5z,
e }mD]O} )_a~}
U]=.
Pf*^ZB% $`APHjijN
Ok>gh2e[c 2#o>Z4 r{ 分析 j0Bu-sO$w "~E[)^ANxD 这个系统的点扩散函数:
zG+R5: • Log (Normal PSF)
dG@"!!, • λ = 0.55 mm
L Y6;.d$J • 0.32 waves 3rd order spherical
BLN^ <X/ • EPD = 10 mm
DQMHOd7g • f/# = 9.68
Z:ni$7<. 点扩散函数如下图:
h H <J,Wn Nb?w|Ne(T
@vpf[j (Lo%9HZ1Mx -yR.<KnL 系统的点扩散函数是:
A3vUPWdDk • Log (Normal PSF)
|M8WyW • λ = 0.55 mm
Mmj;'iYOwF • 1 wave 3rd order spherical
x? ?pBhJH • EPD = 13.31 mm
jxiC
Kx,G • f/# = 7.27
np%\&CVhN 点扩散函数如下图:
<Gav5Rc y[>;]R7'
9k9_mjLZ =81@o,1w 演算 9 Yx]=n UUF;p2{f 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:
GQ*wc?f3 [(o7$i29|%
h tx;8: _tSAI 在这个等式中变量定义如下:
PN0VQ/.. • 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)
$jm>:YD • 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)
G+F#n6Vx • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
ygeDcnvR] • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
?gJOgsHJP • 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, ...)
j>]nK~[ka • 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)
]V-W~r= • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
p`nPhk,:b • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
!1n8vzs"c • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
HODz*pI • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
qzI&<4 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
ak->ML • F == focal length(
焦距)
UJ0<%^f • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
-6Oz^
ikSF)r;*t 比较 $"dR
SysB !l|5z G
在下图中:
1^_U;O:I 透镜EPD=10mm
LUH" 截止频率=184lp/mm
H~GQ;PhRx 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。
MS>t_C( * 5
|)-E
)'/|) 在下面的图表中:
Rp*R:3
C 透镜EPD=13.31 mm
NM]s8cK_ 截止频率=250 lp/mm
BYTnrPA&Z; 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm
ixW@7m wj[\B*$?
N B\{' CNQC^d\ h 杂散光对评价函数的影响 pWPIJ>2G: Ct2j ZqCDo 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
zUkN 0 j=*l$RG
t<T[h2Wd U7!.,kR- 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
AZzuI* P&j(,7