描述 $5y%\A ~U`oew 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。
@\v, k|Vq-w 建立系统 N-|E^XIV (&0%![j& 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。
'M185wDdAl MB
:knj
%)T>Wn%b]v )%x oN< 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。
+9G
GC #k8bZ?*:
0ZPwEP C
J S 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。
<y=VDb/ 9K~2!<
HXhz |s0 gO%#'Eb2
1eQ9(hzF &=H{ 36i@
$A"kHS7T #pP4\n-~hU
jW*|Mu>2 ?|'+5$ 分析 R/r)l<X@ 90> (`pI= 这个系统的点扩散函数:
F>Rz}-Fy • Log (Normal PSF)
LnIln[g: • λ = 0.55 mm
8A}w}h • 0.32 waves 3rd order spherical
q65KxOf` • EPD = 10 mm
>_P7 k5Y^ • f/# = 9.68
l
T~RH0L 点扩散函数如下图:
:b)IDcW&j: !spp*Q)#\
u- PAi5&n 5ckL=q"+/ z+I'N4*^ 系统的点扩散函数是:
t!QuM_i3 • Log (Normal PSF)
&C<K|F!j! • λ = 0.55 mm
z(2pl} • 1 wave 3rd order spherical
dfY(5Wc+f • EPD = 13.31 mm
O=UXe]D • f/# = 7.27
_@9[c9bO 点扩散函数如下图:
3~Od2nk(x L;zwqdI
*,<A[XP
WV&T 演算 I Wcgh`8 l+!!S"=8)~ 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:
.zQ:u{FT IvGQ7
VLr
j#QJ5(# LVKvPi 在这个等式中变量定义如下:
-V0_%Smc • 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)
4-;"w; • 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)
Fw5|_@&k • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
Y,Dd}an • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
Q ^X • 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, ...)
c'cK+32 • 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)
it]im • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
FJ0Ity4u6 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
~!UC:&UKo • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
`G*7y7 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
O
]o7 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
p=%Vo@*] • F == focal length(
焦距)
S:)Aj6>6 • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
:5Vk+s]8 K~'!JP8@ 比较 2%| MmiC%"7wt 在下图中:
MU6|>{ 透镜EPD=10mm
fy+fJ )4sj 截止频率=184lp/mm
HVO
mM17 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。
},58B AsFn%8_I
p}q27<O*/ 在下面的图表中:
^X-3YhJ4U 透镜EPD=13.31 mm
<vMna< /d 截止频率=250 lp/mm
ql"&E{u? 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
Zoe>Ow8mE` iV9wqUkMv
3m3ljy Ku;|Dz/=o 杂散光对评价函数的影响 PWeCk2 xH ZK:dhwer 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
k1tJ$} _)|_KQQu
l-s%3E3 _vOV(#q2a 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
CTawXHM kc*zP=