描述 D6&mf2'u YQN]x}:E+4 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。
MgJ%26TZ P<j4\zJ 建立系统 :zizca4 ({;P#qCX 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。
(lyt"Ty *r)zBr
g@S@d&9 (SgEt 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。
(PCimT=5
/3CHE8nSh nx!qCgo JcvHJ0X~a ]jVIpGM 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。
R-r+=x& %Y)PH-z
g|&.v2 ' M iP[UCh
SQO>}#qm LY@1@O2@
C:'WX*W ,wwU`
U
VfL]O 8P> >,w\lf9 分析 T[Z <bW~0 这个系统的点扩散函数:
N>&{Wl'y \ • Log (Normal PSF)
VYl_U?D • λ = 0.55 mm
?G~/{m. • 0.32 waves 3rd order spherical
*6 z'+' • EPD = 10 mm
:wv
:#EaH • f/# = 9.68
^]#Ptoz^(l 点扩散函数如下图:
p\\P50(- r+{!@`dYi
,(@Y%UW: L:t)$iF5+ 系统的点扩散函数是:
^D]7pe • Log (Normal PSF)
M-&^
• λ = 0.55 mm
S7?f5ux • 1 wave 3rd order spherical
"v\ bMuS • EPD = 13.31 mm
%:'1_@Ot2 • f/# = 7.27
.XV]<)<K$ 点扩散函数如下图:
C&gOA8nf 9}%~w(P
U(S@1i( sx)$=~o 演算 )H[h53bIq 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:
)*^OPVt C,OB3y
A:8FJ 3' )E[
Q 在这个等式中变量定义如下:
TRr4`y% • 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)
~WYE"( • 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)
#"=yQZ6Y • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
OUBgBr • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
xoz*UA. • 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, ...)
4AJu2Hp • 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)
n3HCd-z • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
((RpT0rP\ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
YWcui+4p} • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
|h^G $guw • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
9AVK_ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
yO$r'9?,* • F == focal length(
焦距)
5H'b4Cyi` • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
y :i[~ y 比较
eSvc/ CU 在下图中:
?v )"%. 透镜EPD=10mm
7b7%( 截止频率=184lp/mm
U'sVs2sk6 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。
(<>Sz( G
+nY}c
=CG!"&T @
@3)D%h 在下面的图表中:
Q8gdI 透镜EPD=13.31 mm
_Sk<S 截止频率=250 lp/mm
8eS@<[[F# 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
fUL{c,7xda nI|Lx`*v
;K)?:
4s1kZ`e 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
YV ZSKU 6&OonYsP
t;e]L'z@: COkLn)+0 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
vUIK4uR.