描述 g8E5"jpXx3 ]*zG*.C 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。
90uXJyW;d nmn/4> 建立系统 [nHN@p| yg8= G vO 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。
.BJoY
<P*
yHE\Q
uq[5 om" ">=E p+ix 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。
c*\i%I#f2
9j^rFG!n #m{(aa9; ^|oI^"IQ= @nwVl8 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。
#f(tzPD ;/V])4=
~6t<`&f V?yQm4
H.iCYD_= i?d545. u
tH; 6Mp;f {.oz^~zs]g
JtSwbdN +pSo(e( 分析 Q*Jb0f 这个系统的点扩散函数:
0=
bXL!] • Log (Normal PSF)
oMAUR
" • λ = 0.55 mm
I-8I/RRkmP • 0.32 waves 3rd order spherical
+cXi|Zf • EPD = 10 mm
,#BD/dF • f/# = 9.68
+ R6X 点扩散函数如下图:
TT9
\m=7
TR*vZzoy
@?J7=}bzz FT>>XP8 系统的点扩散函数是:
3%r/w7Fc • Log (Normal PSF)
0VQBm^$( • λ = 0.55 mm
E4\HI+ • 1 wave 3rd order spherical
;~r- P$kCY • EPD = 13.31 mm
AW\uE[kg • f/# = 7.27
SN")u 点扩散函数如下图:
|1H9,:*% 8(-
29
/+B6oE>8 H(Wiy@cJn 演算 416}# Mk 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:
#ZP F&u" /C'_-U?
|Wck-+}U 5`&@3
m9/ 在这个等式中变量定义如下:
#F3'<(j • 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)
7gOu|t • 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`|ob]9 • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
ODKh/u_ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
Y5ei:r|^ • 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, ...)
@N[<<k7g • 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)
Ui"$A/ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
yYe>a^r4R • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
)mAD <y+ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
[oBRH]9cq
• Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
mHW%^R= • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
F5H*z\/={ • F == focal length(
焦距)
"+ {2! • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
^vV AuO 比较
0H%zkJ>Q 在下图中:
CD#U`jf 透镜EPD=10mm
CUc , 截止频率=184lp/mm
4_2oDcdf 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。
"ivVIq2 N`,,sw
dj9i*#F (7,Q4T 在下面的图表中:
p]~PyzG! 透镜EPD=13.31 mm
.#sX|c=W 截止频率=250 lp/mm
VR_/Vh]@ 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm
P!j*4t >(YH@Z&;
0S+$l 5i{J0/'Xu) 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
c>c4IQ&d zA|lbJz=GY
"5$p=| 2|1CGHj\ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
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