描述 v1\/ dQK jF0>wm 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。
{Z^q?~zC[ ({WV<T& 建立系统 T8>aU T3h 1eU 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。
F4=V*/7 p?'&P!
"{M?,jP# "g&hsp+i"A 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。
w7QYWf' dc,qQM
zx;~sUR; ^D A<=C-[! 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。
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Pd;G c@'~ K aNO&%qX
aBWA hn tYCVVs`?
KLgg([ [Lq9lw&
分析 eR:C?v lYhC2f
m_ 这个系统的点扩散函数:
uFn?U) • Log (Normal PSF)
##a.=gl • λ = 0.55 mm
{_~vf • 0.32 waves 3rd order spherical
>1RL5_US • EPD = 10 mm
V{n7KhN~Y! • f/# = 9.68
Cm;M;
? 点扩散函数如下图:
C{OkbE"Vym O9_SVXWVw
3a}53?$ '+7"dHLC; #M@~8dAH}M 系统的点扩散函数是:
h}4yz96WD • Log (Normal PSF)
0HN%3AG] • λ = 0.55 mm
jGe%'AN\ • 1 wave 3rd order spherical
}mpFo2 • EPD = 13.31 mm
rG3?Z^&R+ • f/# = 7.27
ew<_2Xy"< 点扩散函数如下图:
iAZbh"I 6o4Y]C2W{1
<."KejXg- k{D0& 演算 C%H?vrR 2])e}&i 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:
3!vnSX(iv lN*beOj
c&C*'c-r Ako]34Rl, 在这个等式中变量定义如下:
ic}mru • 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)
Q hdG(`PY~ • 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)
&z@}9U*6b • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
RoNE7|gF: • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
DMlr%)@{ • 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, ...)
Y=t?"E • 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)
Yz#E0aTTA • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
3Uej]}c • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
k~)@D| ? • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
nf1O8FwRb • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
X.ecA`0 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
9 !$&1|,* • F == focal length(
焦距)
oxL)Jx\c9A • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
>R5A@0@d5 `\GRY @cg 比较 6q^\pJY%&7 5+yy:#J] 在下图中:
A?ho<@^ 透镜EPD=10mm
NS-0-o|4# 截止频率=184lp/mm
S0M i 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。
~RLWr.pK ld3H"p rR
3)I]bui 在下面的图表中:
F}=_"IkZ 透镜EPD=13.31 mm
Mfnfp{.) 截止频率=250 lp/mm
gegM&Xo 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
>Y(JC#M; uh`5:V
.5);W;`X 70 Ph^e) 杂散光对评价函数的影响 k(o(:-+x e=3C*+lq\ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
yzZzaYv "/ +s^nT{B@\
;e.8EL &XCP@@T 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
[5ncBY*A7 O p1TsRm5L