描述 b[/-lNrc Q4UaqiL 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。
s Ce{V*ua +VTMa9d 建立系统 ua2SW(C@ x1TB
(^aX 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。
wL}=$DN fHM<6i<C
:HwB+Bjy nlJxF5/ 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。
W#ev 7^ER?@:W
$oh}!Smt @o_-UsUX 光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,
波长为0.55 μm,功率为一个单位。
]A'E61t<n Ix}:!L
oas}8A) Iz
VtiX
OJ&~uV >2 MbF.KmV
TJ+yBMd*% ^'#vUj:"
'b%S3)} @<l7"y;\ 分析 >8EIm - wCfwC 这个系统的点扩散函数:
@*!8 • Log (Normal PSF)
{8'I+- • λ = 0.55 mm
`O*+%/( • 0.32 waves 3rd order spherical
/JJU-A( • EPD = 10 mm
%I?uO(
@ • f/# = 9.68
U }xRvNz 点扩散函数如下图:
GXf"a3 y 1z4qSeM
Eqnc("m) jo/-'Lf{? kbiMqiPG 系统的点扩散函数是:
jgbE@IA@!' • Log (Normal PSF)
~:v" TuuK • λ = 0.55 mm
{e,S}:$g4 • 1 wave 3rd order spherical
X)x$h{ OE • EPD = 13.31 mm
6Xbo:# • f/# = 7.27
(@[c;+x 点扩散函数如下图:
"1yXOy^2 !3E33
xXQDHc-Ba a}EO7tcg, 演算 ZxLgV$U $QN}2lJ> 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:
$0=f9+@5 0"3l2Eo
,p {|f}0 ncjtv"2R 在这个等式中变量定义如下:
4At{(fwW • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数)
%i6i.TF • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数)
@FU9! • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
cA
m>f[ • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
7&-B6Y4 • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...)
Q!9AxM2K • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)
/-4rcC • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
^Cs?FF@P • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
3+ JkV\AF • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
q&]I • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
YEqZ((H • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
Q+YYj • F == focal length(
焦距)
o-H\vtOjE • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
_[SW8 9zk jbZ%Y0km% 比较 *.qm+#8W Y- esD'MD 在下图中:
Y)lYEhF 透镜EPD=10mm
MROe"Xj 截止频率=184lp/mm
XA PqRJ*Z 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。
3g
ep_aC wA$ JDf)Vg
G6@XRib3 在下面的图表中:
R+}7]tva6C 透镜EPD=13.31 mm
X"lPXoCN 截止频率=250 lp/mm
U|yXJ.Z3 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
~?E.U,R 9
M>.9~
dPvRbwH< O1xK\ogv 杂散光对评价函数的影响 v{tw ;Z# g4z*6L,u 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
7\.{O$Q ^6g^ Q*"
J;8M._ >x'R7z23 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
-,YoVB!T (+aU ,EQ