描述 $e_ps~{7$ C=]3NB>Jc 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。
eeDhTw9 F9<OKcXH 建立系统 7*5ctc!dG dL\8^L 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。
P~ykC{nD aE%VH ;?
%b?Pasf. Z`*cI 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。
<oO,CXF @Dy.HQ~
n=&c5! [v`4OQF/ 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。
w|HZI,~ br;G5^j3?
ZFON]$Zk l#"alU!<^
V4-=Ni]k P&GZe/6Y
.}E)7"Qi, caP
m@@QT< d.AjH9 jg 分析 (*ng$zZ$ OGFKc# 这个系统的点扩散函数:
@NIypi$T • Log (Normal PSF)
sV<4^n7 • λ = 0.55 mm
2UF94 • 0.32 waves 3rd order spherical
(HI%C@e9 • EPD = 10 mm
~Hs{(7 • f/# = 9.68
5avO48;Vc 点扩散函数如下图:
bw\=F_>L ;N\?]{ L
=dBrmMh H1nQ.P]_ _);Kb/ 系统的点扩散函数是:
G!8pF • Log (Normal PSF)
1 =<|h • λ = 0.55 mm
Y+GeT#VHe • 1 wave 3rd order spherical
^WD$
gd • EPD = 13.31 mm
qfu2}qUX~% • f/# = 7.27
>#?: x*[ 点扩散函数如下图:
pCc7T-"og _|ib@Xbin
kDq%Y[6Z c0&'rxi(B 演算 'I]"=O, 5$U>M 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:
h<;[P?z 3\r@f_p
"PaGDhS .4> s2 在这个等式中变量定义如下:
&|}IBu :T • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数)
|nN/x<v • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数)
AJfi,rFPg • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
Ki/5xK=s • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
K<6x4ha • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...)
k_<{j0z. • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)
[IFRwQ^%_O • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
*t{c}Y&@ • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
2?iOB6 • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
WV1 Z • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
4oV_b"xz~ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
JjLyV`DJ • F == focal length(
焦距)
e[mhbFf- • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
F9P0cGDs ~e77w\Q0 比较 ll\^9
4]Q AH'4H."o/9 在下图中:
|4.o$*0Y 透镜EPD=10mm
KM}4^Qc 截止频率=184lp/mm
19 wqDIE0 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。
C6UMc}
9h '0')6zW5s
2~WFLD 在下面的图表中:
0j!ke1C&C 透镜EPD=13.31 mm
U@J/ 截止频率=250 lp/mm
4Sstg57x~ 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
=j+oKGkoCa 9LO.8Jy
o1X/<.0+ &1E~ \8U 杂散光对评价函数的影响 `bZU&A(`Be 6!%d-Z7) 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
@=NVOJy}c 5m.KtnT)
G:c8`*5Q HS6Imi 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
$wYuH9( 9MB\z"b?A