描述 u
$B24Cy. Cq[Hh#q FRED可以计算一个给定
系统的
MTF,本
教程解释了如何来实现这个功能。
4>/i,_&K K LP/SblE 建立系统 C}ASVywc,1 z/nW;ow 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的
透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,
参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。
^>^h|$ 8Un0<+b
wYDdy gS \odns 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。
`~\8fN R+2~%|{d
ZZ/k7(8 u>:j$@56 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,
波长为0.55 μm,功率为一个单位。
s<oT,SPt N,.awA{
^gkKk&~A5? Htfq?\ FD
<sX_hIA^Fx "'XYW\bI
k5*Z@a ~6+Um_A_L
SjIDzNI5 jUDE)~h 分析 qIB2eCXw c[$i )\0 这个系统的点扩散函数:
(j(9'DjP • Log (Normal PSF)
@Fzw_qr
M • λ = 0.55 mm
ap,zC)[ • 0.32 waves 3rd order spherical
bR$5G • EPD = 10 mm
5kA D vi. • f/# = 9.68
G_5w5dbG 点扩散函数如下图:
d[*NDMO w2jB6NQX
C
=B a|Z M:L-j{?y_ P.(z)!] 系统的点扩散函数是:
KuEM~Q= • Log (Normal PSF)
~#)9Kl7<X • λ = 0.55 mm
9$}>O] • 1 wave 3rd order spherical
b@sq}8YD|z • EPD = 13.31 mm
+UX}
"m~W • f/# = 7.27
~}SQLYy7Z 点扩散函数如下图:
@}uo:b:Q qk>M~,
c(Fo-4K ]\]mwvLT 演算 P7REE_<1 &B++ "f 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:
[?(qhp! j 20mZ
9*Fc+/ 5HTY ~&C 在这个等式中变量定义如下:
\`%#SmQF • 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)
r 5+ MjR • 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)
=/ \l=* • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
Hq>rK` • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
&4)PW\ioY • 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, ...)
v+dT7*^@ • 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)
Ye^xV,U@ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
m`b:#z • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
NH1ak(zHW • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
IxY!.d_s|~ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
A2Iqn5 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
4 XGEw9`3 • F == focal length(
焦距)
Nov
An+ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
8^R~qpg% n@S|^cH 比较 ZW
5FL-I qQS&K%F 在下图中:
=,&{ &m) 透镜EPD=10mm
6+C]rEY/o
截止频率=184lp/mm
F$9+WS`c 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。
u!b0<E n:Dr< q.
tMo=q7ig 在下面的图表中:
a`Q-5*\;z 透镜EPD=13.31 mm
6c}nP[6| 截止频率=250 lp/mm
'[bw7T 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
5 L-6@@/ y@Td]6|f
-&QpQ7q1 -NDB.~E^DJ 杂散光对评价函数的影响 Ju.T.)H aDE}'d1qo 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
D@k#'KU W=,]#Z+M;
C4|79UG>s j'UWgwB 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
!{ORFd 9v7}[`^