描述 @$'k1f(u> Dg~r%F 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#0C GKdQ 建立系统 cA%70Y:AV vgRjd1k.\y 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。
7eb^^a? 3~H_UGw
-1t"(v
qk~ ni8 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。
HV'xDy[) O o9 ePw7
0/?V _ hnha1
f 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。
Arh0m. w @!/w'k8
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^qXc%hj g B3[;}8u>
*BzqAi0 >?K@zsv} 分析 d5&avL\ `
MIZqHM @ 这个系统的点扩散函数:
K!^x+B| • Log (Normal PSF)
"PH}\Dl= • λ = 0.55 mm
bmN'{09@ • 0.32 waves 3rd order spherical
$/</J]2`; • EPD = 10 mm
3'WJx=0? • f/# = 9.68
[#S[=% 点扩散函数如下图:
7Pspx'u /bm$G"%d
@ht= (Jk9 1,,kU EJ7}h?a]U_ 系统的点扩散函数是:
0<"4W: • Log (Normal PSF)
Hq'mv_}qG • λ = 0.55 mm
M qq/k J • 1 wave 3rd order spherical
`tKrTq> • EPD = 13.31 mm
RWM9cV5 • f/# = 7.27
=Tv;?U C 点扩散函数如下图:
X5i?Bb. %9ef[,WT
KS%LX c(' "w}}q>P+sA 演算 -_&"Q4FR;+ BUR96YN. 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:
%D|p7& 2LS03 27
]hY'A>4Uq 4D(5WJ& 在这个等式中变量定义如下:
yn=BO`sgW • 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)
LbX>@2(& • 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)
i>Wsc? • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
,S(^r1R • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
,h1
z8.wD| • 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, ...)
HD^ Ou5YB • 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)
bHx09F] • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
D"kss5>w • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
C+\c(M a • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
G&qO{" Js • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
.}'49=c • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
98 dl -? • F == focal length(
焦距)
/'KCW_Q • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
z|,YO6(L z8v] Kt & 比较 rqJ'm?>cr WE;QEA / 在下图中:
xZ'-G6O
"~ 透镜EPD=10mm
Mrpz (}) 截止频率=184lp/mm
6lW\-h`NG 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。
F91uuSSL SMX70T!'9
(`C#Tq 在下面的图表中:
SM%N]/@U 透镜EPD=13.31 mm
GQ=Zp3[ 截止频率=250 lp/mm
iveJh2!#< 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
2>%|PQ z4GcS/3K
KVQ^-^ kn2s,%\`<p 杂散光对评价函数的影响 ) -yJKmV @\{L%y%a0 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
Da.eVU; fC6zDTis8A
QH~;B[-> S$O+p&!X 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
tOUpK20q.@ QH z3