描述 ^{f^%)X )fPN6x/e 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。
#0OW0:Q tzH~[n, 建立系统 a=m4)tjk v6uXik 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。
f]c{,LFvZ u!$+1fI>
L\)GPTo!x IIj
:\?r 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。
pBo=omQV 3a|I| NP
#)A.yK`u eI20)t`j 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。
SSCyq#dl$ d v8q&_
IR_&dWHyc 10?+6*d
2%!yV~Z PBkTI2 v
L_@P fI ^l;N;5L
4i]h0_] 1}=@';cK* 分析 x:wv#Wh:l7 ,)u1r3@I^ 这个系统的点扩散函数:
wk+| }s • Log (Normal PSF)
92F9)S{" • λ = 0.55 mm
}\#u~ k!l • 0.32 waves 3rd order spherical
(^!$m7 • EPD = 10 mm
h*X5Oh6 • f/# = 9.68
K9\r2w'T' 点扩散函数如下图:
;T-`~ zCz"[9k
3Gk\3iU! w20)~&LE- 5rX_85 ] 系统的点扩散函数是:
|3]#SqX • Log (Normal PSF)
NuEcTww • λ = 0.55 mm
4:Ton • 1 wave 3rd order spherical
K;L6<a A# • EPD = 13.31 mm
n{*A<-vL • f/# = 7.27
uO^,N**R# 点扩散函数如下图:
lVptA3F ]H {g/C{j
Iz_#wO .]XBJc 演算 ^n%9Tu S UBrFsA 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:
xwhS[d :|&S7&l]
)B$Uo,1 Pl/B#Sbf' 在这个等式中变量定义如下:
|U:VkiKt • 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)
yg WwUpY • 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)
K^m`3N" • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
]39])ul • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
j=kz^o~mH • 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, ...)
./qbWr`L • 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)
cgV5{|P • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
U-.A+#<IT9 • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
D b&=
N • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
E0t%]?1 • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
fG"4\A • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
q,>-4Cm • F == focal length(
焦距)
Nm{J=` • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
jJ7 "9 o>^@s4t 比较 U6IvN@
g EUmbNV0u 在下图中:
n2N:rP 透镜EPD=10mm
dUc?>#TU 截止频率=184lp/mm
WR zIK09@ 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。
}$oZZKS 1 ~s$<
u`gY/]y! 在下面的图表中:
z{(c-7* 透镜EPD=13.31 mm
WqRaD=R->; 截止频率=250 lp/mm
3J}/<&wv 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
fq(3uE]nC AVO$R\1YR
,|^ lqY q^Ui2 杂散光对评价函数的影响 NOQSL T= jmr1e).]; 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
k/m-jm_h S]<%^W'
1#V&'A |bX{MF 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
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