描述 }+L!r53g6 $>3/6(bW 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。
~ E)[!y P}%0YJ$6 建立系统 _)7dy2%{q U#O6l-xe] 这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的
透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,
参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。
^BIB'/Kh) JwG$lGNJ
k ,wr6>'Vt E/2 kX 3} 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。
7ZarXv
z /tR@J8pV
j oDY QxZYy}2 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。
J}U); A 9Jd{HI=
C"}CD{<H]M !)gTS5Rh:
gEcRJ1Q;C r'0IAJ-;
.RFijr qPqpRi
T9w;4XF 95LZG1]Rb 分析 T n.Cj5 !iUFD*~r~ 这个系统的点扩散函数:
*`$Y!uzG:\ • Log (Normal PSF)
2yZ/'}Mw • λ = 0.55 mm
lz=$Dz • 0.32 waves 3rd order spherical
hG51jVYtw • EPD = 10 mm
g}
\$9 • f/# = 9.68
~2u~}v5m7 点扩散函数如下图:
D=Ia$O0. <%w)EQf4m
Y3@\uM`2# gS{hfDpk,h SNqw2f5 系统的点扩散函数是:
K;kaWV • Log (Normal PSF)
cV^r_E\m • λ = 0.55 mm
=)_9GO • 1 wave 3rd order spherical
_2u RY • EPD = 13.31 mm
&j=FxF9o • f/# = 7.27
?pSb,kN}' 点扩散函数如下图:
kS_oj ffyDi 1Q
U9^o"vT ~*"]XE?M 演算 pT3p!/pl3 <ua` WRQr 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:
3sr>?/>: rXl ~D!
$Ro]]NUz| MI8f(ZJK5 在这个等式中变量定义如下:
+9mE1$C • 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)
I
ACpUB • 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)
t6-He~ • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
<X@XbM • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
pc9m,?n • 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, ...)
WRa1VU&f • 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)
udw>{3> • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
2"0q9 Jg • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
JF{yhx,+p • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
+,oEcCi • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
Pn?Ujjv • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
`N<6)MX3>g • F == focal length(
焦距)
j}P
xq • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
R`M>w MLH 3JhT 比较 3PRg/vD3 o8<0#W@S 在下图中:
q{4W@Um- 透镜EPD=10mm
t<8vgdD 截止频率=184lp/mm
RWyDX_z#< 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。
ZiR },F/ RP!!6A6:
f3r\X 在下面的图表中:
%@C(H%obWd 透镜EPD=13.31 mm
9Yu63s ia 截止频率=250 lp/mm
!4;A"B( 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
0%x"Va~"z U`)\|\NY
Myj5qh j ?c"BF. 杂散光对评价函数的影响 qKt*<KGeY L@mNfLK 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
oe (})M +\Hh|Uz5
uGXN ciEp` -4 *94< 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
XK*55W&og h?Y->!'