描述 S1$& @h\u}Ee FRED可以计算一个给定
系统的
MTF,本
教程解释了如何来实现这个功能。
\h/aD1&g 8>^O]5Wo`X 建立系统 PsMCs|* i3y>@$fRL\ 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。
5@Lz4 ` tO QY./I
a
U*cwR Jqi^Z*PuX 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。
:] +D+[c) D(S^g+rd
b_0Xi PAXdIh[] 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。
?To r)>A' 6cOm 8#
g*#.yC1/ A0Hs d
|4FvPR[ AUAJMS!m
aTY\mKk ygp NMq#?X
{*PB+WGe 3+jqf@ fO 分析 S(*SUH J4ltHk.| 这个系统的点扩散函数:
/e}NZo{)g • Log (Normal PSF)
O}#h^AU-BS • λ = 0.55 mm
:>g*!hpb • 0.32 waves 3rd order spherical
f?A*g$v • EPD = 10 mm
"h}miVArS • f/# = 9.68
{)0"?$C_H 点扩散函数如下图:
+Te;LJP tcf>9YsOr
9rmOf Jo: x,
^j=n ceR zHq= 系统的点扩散函数是:
g k[8' • Log (Normal PSF)
uN1O(s • λ = 0.55 mm
V}kZowWD • 1 wave 3rd order spherical
.qCD(XZ+ • EPD = 13.31 mm
%9A6c(L • f/# = 7.27
!7lS=D(? 点扩散函数如下图:
zj^Ys`nl V1j5jjck
X)|b_ 3Z }Z_w8+BZ 演算 F\Gi;6a PSQ5/l?\> 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:
j9YI6X" *s9
+
>I3#ALF ayJKt03\O\ 在这个等式中变量定义如下:
["\Y-6"l • 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)
/K"koV; • 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)
afcI5w;>} • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
(JHL0Z/ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
:.IVf Zw • 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>f6 • 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)
v'*#P7%Kf • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
IR,`- • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
Lh6G"f(n • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
spV/+jy{ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
*;wPAQE • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
T,,,+gPx • F == focal length(
焦距)
7W6tz\Y • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
:Uf\r
`a9 Ax4nx!W, 比较 eEkFZx Yqy7__vm 在下图中:
%+U.zd$ 透镜EPD=10mm
?A/+DRQ( 截止频率=184lp/mm
((TiBCF4 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。
HgP9evz,0 7c9-MP)
YT6<1-E# 在下面的图表中:
pzP~,cdf 透镜EPD=13.31 mm
#N?EPV$ 截止频率=250 lp/mm
@JS O=8 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
lz?F ,]. J)iy6{0"
Rdd[b? {1.t ZCMT 杂散光对评价函数的影响 #`rvL6W q} oO-kO!59y 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
UW*[)y w] E=.4(J7K
xJ)hGPrAl GpV"KVJJ/ 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
q[#2` #8G(r9