描述 -|czhO)R wC<FF2T 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。
Nw1 .x cnDBT3$~Z 建立系统 ~a>3,v- fhHTp_u)2 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的
透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,
参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。
<Lle1=qQ qm=9!jqC;
~W gO{@Mw nzB!0U 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。
^'vWv C
>ZAn2s XQ Si 2ZxZ2?.uJ *;
6LX 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,
波长为0.55 μm,功率为一个单位。
0NSCeq%;6q \7(OFT\u:
:y!{=[>M( @^Kw\s
- :x6X$= J
B
!Q
BQ~\ p\ Nu; 9
cn
;2& PiX(Ase 分析 M[Jy?b) 这个系统的点扩散函数:
`]2y=f<{X • Log (Normal PSF)
A^pRHbRq • λ = 0.55 mm
VBu6,6 • 0.32 waves 3rd order spherical
[4}U*\/>C • EPD = 10 mm
L<N=,~ • f/# = 9.68
04E#d.o' 点扩散函数如下图:
hTAZGV( 4L2TsuLw
e({-.ra \//{\d 系统的点扩散函数是:
Z@#kivcpz • Log (Normal PSF)
v$|cF'yyF= • λ = 0.55 mm
mLeK7?GL • 1 wave 3rd order spherical
L8KMMYh[ • EPD = 13.31 mm
R?kyJ4S • f/# = 7.27
]*AQT7PH 点扩散函数如下图:
v}"DW? iC<qWq|S_m
~w$ ^`e!] ^{+_PWn 演算 b U>.Bp] 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:
5SHZRF(. 2 h\OMWJ~
qmGLc~M0 "[\TL#/ 在这个等式中变量定义如下:
*f+DV[DF • 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)
{c AGOx wd • 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)
yUFT9bD • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
D3;#: • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
:.fm LL • 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, ...)
2xpI|+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)
ft4(^|~ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
^/$bd4,z • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
|`ZW(}~ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
#uH%J<U • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
1ihdH1rg[ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
7 +kU 8} • F == focal length(
焦距)
yK:b$S • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
ABnJ{$=n# 比较
Ouc$M2m0! 在下图中:
[#C(^J*@c 透镜EPD=10mm
:^992]EBEj 截止频率=184lp/mm
R"qxT.P( 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。
/gq
VXDY+` J0x)NnWJ
3g5
n>8- VPXUy=W 在下面的图表中:
i}r|Zo 透镜EPD=13.31 mm
@ZGD'+zd? 截止频率=250 lp/mm
o",J{ 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
ps3jw*QZ{5 6Y&`mgMF'
h_K!ch} z[0B"f 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
4jdP3Q/ ,ftKRq
~-o[v-\ K)F6TvWv 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
%*Lv