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描述 |~e"i<G# 0-S.G38{ 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。 *qm|A{FQR ewU*5|*[ 建立系统 yAryw{( fJ[ ^_,O 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。 3fhY+$tq @k&6\1/U 9gcW; &U7v=a 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。 tkT,M,]?9 y\Aa;pL)RQ $C;i}q# )0-A;X2 [j-?) 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 ?@9v+Am! 7h}gIm7e" AQUAQZc <rj'xv K2zln_W SjB"#E) @W>@6E c$!?4z_. q4[}b-fF P|<V0
Vs. 分析
C '(
Y 这个系统的点扩散函数: d\JaYizp • Log (Normal PSF) i90 X0b-A • λ = 0.55 mm QQS*r}> • 0.32 waves 3rd order spherical q*UHzE:LI • EPD = 10 mm %6320 x • f/# = 9.68 ks0Q+YW 点扩散函数如下图: l&ueD&*4& -lhIL}mGf x#EE_i/W MW7~=T 系统的点扩散函数是: |reA`&<q • Log (Normal PSF) 5v)^4(
) • λ = 0.55 mm i wgt\ux. • 1 wave 3rd order spherical Zo<)r2|O. • EPD = 13.31 mm )XDBK*! • f/# = 7.27 LS[o7 !T( 点扩散函数如下图: Mp`$1Ksn ;qgo= 5G`HJ6 qLmzA@Cv 演算 r'OqG^6JFN 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: mH$tG
$ CT[9=wV)m% W#F9Qw ?XHQdN3e 在这个等式中变量定义如下: [<#jK}g • 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) e_=K0fFz • 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) ^v;)6a2 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx =x8[%+ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); ]bY|>q • 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, ...) L+8ar9es • 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) ~bZ$ d{o^ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) ]Lub.r • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 lcdhOjz!N • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 l
r&7 qu • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) )dkU4] • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ]I\GnDJ^ • F == focal length(焦距) Kv|
x
-_7 • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) n5$#M 比较 Z~J]I|R: 在下图中: "N}t =3i$ 透镜EPD=10mm j}^w:W76 截止频率=184lp/mm S~Gse+* 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。 ?@ oF@AEx= X<%D@$ zV&l^. l{[@Ahb}? 在下面的图表中: |`LH|6/ 透镜EPD=13.31 mm cU6*y!}9 截止频率=250 lp/mm QOB^U-cW 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 ^p3GT6 z5jw\jBD OS z71;j ''nOXl 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 }^&S^N7 <F7a!$zQ \4N8-GwZQ h!w::cV 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: UMGiJO\yH VhO%4[Jl
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