描述 <4D%v"zRP MMD<I6Iyv 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。
'.p? 6k!K ?B4#f!X 建立系统 =p\Xy* =%h~/, 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。
FpkXOj?* !z=pP$81
Y5jYmP< "oE* 9J?e 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。
_@ i>s, !.+"4TF
_IYY08&(r ~+m,im8} 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。
3%M.U)|+ XU#,Bu{
y-cw~kNPP3 cjg=nTsBA
v"k4ATWP cTj~lO6
s -Y +x <"I?jgo
2xmT#m ${e&A^h 分析 b|E/LKa q 22/_nSC 这个系统的点扩散函数:
>i8~dEbB • Log (Normal PSF)
#^\}xn"[ • λ = 0.55 mm
6`"ZsO • 0.32 waves 3rd order spherical
#'NY}6cb$ • EPD = 10 mm
A[ 1)!e • f/# = 9.68
;Prg'R[o; 点扩散函数如下图:
5<r)+?!n &PWf:y{R`
EVSK8T, ;xW{Ehq-h n^6TP'r 系统的点扩散函数是:
@}G|R\2P • Log (Normal PSF)
s?<!&Y • λ = 0.55 mm
0=,'{Vz}A • 1 wave 3rd order spherical
kh&_#, • EPD = 13.31 mm
oUS,+e • f/# = 7.27
mCrU//G 点扩散函数如下图:
nCB[4 2;R/.xI6v
;@'0T4Z&l x9\J1\ 演算 D'?]yyrf `]LODgk~ 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:
J/gQQ.s YUS?]~XC7x
;q&Z9lm |QqWVelc 在这个等式中变量定义如下:
Wbs^(iUU} • 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)
[+7"{UvT • 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)
`^f}$R| • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
;;6\q!7` • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
rUvwpP"k • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...)
KPg[-d • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)
Qasr:p+ • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
S
`wE$so> • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
}9FD/ • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
aKD;1|) • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
ty9rH=1 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
:X|AW?* • F == focal length(
焦距)
I &cX8Tw • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
9$EHK "j
+v,js 比较 eFes+i( 35 K9LEIby 在下图中:
,^M]yr*~ 透镜EPD=10mm
H WOek"}Z[ 截止频率=184lp/mm
Xv]*;Bq:SK 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。
&8juS,b !
7Nn]Lx
>5df@_' 在下面的图表中:
;,FT&|3o 透镜EPD=13.31 mm
dY 6B%V 截止频率=250 lp/mm
frk7^5 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm
a'm!M:w 2;O c^
`2sdZ/fO M$gvq:}kt 杂散光对评价函数的影响 0\QYf0o enWF7` 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
2}ag_ MyK^i2eD
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a> F: f2s:< 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
EmYO5Whi QZqpF9Eu