描述 _. &N@k ],~H3u=s3 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。
8w$q4fg0 it$w.v+W7V 建立系统 FeT|
Fh:L 4aiI&, 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。
i7b^b>B|e bOolBKV
fm0]nT P:>]a$Is 光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。
bo-L|R&O
h0&Oy52
`F$lO2 #k ]]NTvr l4>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。
m%cwhH_B S}P rgw/
[X 9zrGHt FN/siw(?3
\ZtKaEXnx Jr=XVQ(F
c2u*<x Bm5\*Xd1(
^GS\(egt jN AS'JV 分析 ||))gI`3a 这个系统的点扩散函数:
aHdQi,=z • Log (Normal PSF)
Qd/x{a8 • λ = 0.55 mm
X4<Y5?&0 • 0.32 waves 3rd order spherical
N /zP!%L • EPD = 10 mm
sp&gw XPG • f/# = 9.68
W]5Hc|!^^ 点扩散函数如下图:
q+BG }tO>&$
Z6f
h=4 GSU 0DFVB%JdI 系统的点扩散函数是:
Ae%AG@L • Log (Normal PSF)
*L~?.9R • λ = 0.55 mm
F!fsW9 • 1 wave 3rd order spherical
PQ{5*}$N • EPD = 13.31 mm
of {K{(M7@ • f/# = 7.27
*,zrg%8 点扩散函数如下图:
B3<sSe8L0 e$Mvl=NYp\
Iw^Q>MrT xE{slDl 演算 -Iis/Xw: 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:
F'-XAI
<3 TPs
]n7]:
iuA_Jr gquvVj1oT 在这个等式中变量定义如下:
k?rJGc G • 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)
1Ko4O)L]& • 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)
G)q;)n;*= • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
tH~>uOZW • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
l&*=
.Zc7! • 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, ...)
!L@<?0xLW • 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)
W4bN']? • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
"lrQC`? • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
0cDP:EzR; • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
:G#+5 } • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
{
'402 • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
7xFZJ# • F == focal length(
焦距)
Cg|\UKfy$ • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
[$F*R@,& 比较
a`[9<AM1# 在下图中:
$wn0oIuW 透镜EPD=10mm
0":k[y 截止频率=184lp/mm
uQ&> Wk 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。
f-634KuP 1=,y+Xpw
wFMw&=j ~4|Tr z2T 在下面的图表中:
E*IP#:R 透镜EPD=13.31 mm
Rt:^'Qi$! 截止频率=250 lp/mm
@qYT/V*/ 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
M%Ksyr9 ,p#r; O<O
*Hi}FI !.-u'6e
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
i"=lxqWeaV +xgP&nw[-
#a2gRg J .VZD 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
i]s%tEZ1