描述 q7)]cY_ Qw{\sCH> 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。
f:JYG]E & W?4&lC^G 建立系统 qxecp2>U R~x;X3 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。
2yCd:wg #h
#mOJ5
+QCU]Fozk ~(l2%(3G 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。
7-G'8t |GVGny<
5@r_<J<>
E&T'U2 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。
edImrm1f m_PrasZ>
YiQeI|{oN 6S+K*/w
;?HZ,"^I C^8)IN=$
\4`saM /x &d|VH y+
0[$Mo3c+' 9-Nq[i" 分析 >w]k3MC YCLD!S/? 这个系统的点扩散函数:
hAxuZb7 ? • Log (Normal PSF)
w'zO(6 ` • λ = 0.55 mm
Dry;$C}P • 0.32 waves 3rd order spherical
Ymk4Cu.s • EPD = 10 mm
uYFcq • f/# = 9.68
6UzT]" LR; 点扩散函数如下图:
Z+h70,| 65`'Upu
n[cyK$" zN8V~M; {p lmFV 系统的点扩散函数是:
;P0Y6v3 • Log (Normal PSF)
}9+1<mT9a/ • λ = 0.55 mm
j5VRv$P • 1 wave 3rd order spherical
,h(f\h(9 • EPD = 13.31 mm
)zc8bS • f/# = 7.27
MF`k~)bDV 点扩散函数如下图:
Xw}Y!;<IEu (a)@<RF`Q}
:]z-Rz y\f 8Ird 演算 )hZ}$P1 z1@sEfk> 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:
.X=M! 5P t}
B|
0s4E $> rfAs! 在这个等式中变量定义如下:
ka9v2tE\ • 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)
&+w!'LSaD • 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)
*d,n2a#n5 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
F>_lp,G • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
!L.z4n,n+ • 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, ...)
OD@A+" • 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)
n)?F
9Wap • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
b>AAx$2Y • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
~\s &]L • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
XJ1nhE • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
A)p!w aG • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
uY%3X/^j • F == focal length(
焦距)
<x;[ H% • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
YU \t+/b _2n/vF;I+_ 比较 GC#95 J<$'^AR9"q 在下图中:
"BNmpP 透镜EPD=10mm
Yw1q2jT 截止频率=184lp/mm
{ZYCnS&?CL 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。
{Ll8@'5 `3s-%>
Nn4Kt,KY 在下面的图表中:
:7;Iy u 透镜EPD=13.31 mm
McI4oD~" 截止频率=250 lp/mm
;8xn"G0}a 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
~hw4gdtS fq!6#Usf;i
eOmxA<h 7Sv5fLu2 杂散光对评价函数的影响 WaK{/6?T, >0okb3+ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
z+B `2~Ea_Z
lVBy&f /OtQk-E 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
]vyF&`phb Oua/NF)