描述 u&Ie%@:h9R C: TuC5Sr 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。
?3e!A9x 9e|{z9z[l 建立系统 y^vfgP<@ M]pel\{M 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。
VbY>l' rY :5n"N5Go
]ys4 ueS[sN! 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。
9^=t@
ACMpm~C8Gu (>kBmK1Aj Z\oAE<$ pU\xzL D 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。
P,+0 V9);kD
+5seT}h WL*W=(
s}pGJ&C *]DJAF]
~P_d0A~T (D+{0 /
rVIb'sa 3IRRFIiO 分析 EIVQu~,H 这个系统的点扩散函数:
LU 5
`!0m • Log (Normal PSF)
Xk7$?8r4& • λ = 0.55 mm
UO7a}Tz< • 0.32 waves 3rd order spherical
E|6Z]6[ • EPD = 10 mm
jwtXI\@MS • f/# = 9.68
fQ?n( 点扩散函数如下图:
\?Oly171 U+3PqWB
PK|`}z9 PxCl]~v 系统的点扩散函数是:
3:CQMZ|;@ • Log (Normal PSF)
{/[?YTDU • λ = 0.55 mm
j#.-MfB • 1 wave 3rd order spherical
6DiA2'{f • EPD = 13.31 mm
8-l)TTP&. • f/# = 7.27
\c@qtIc 点扩散函数如下图:
bQnwi?2 0e5-\a
\?`d=n= Ar{=gENn 演算 lCs8`bYU 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求:
qjRiTIp9q \gk3w,B?E
ZJJl944 VAB&&AL
在这个等式中变量定义如下:
L)//-
k9 • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数)
B}xo|:f!zj • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数)
gQcr'[[a • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx
DF&jZ[## • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数);
rF
j)5~ • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...)
u=UM^C! • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx)
7=ga_2 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128)
x /Ky:
Ky • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128
eG)/&zQ8 • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256
.f!eRV.& • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx)
)9W#5V$ • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长)
V{^fH6;[ • F == focal length(
焦距)
0 VgnN • D == entrance pupil diameter(入瞳直径)
SJuf` 比较
K]]rOF 在下图中:
<OO/Tn'a 透镜EPD=10mm
D8Waf 截止频率=184lp/mm
"=RoI 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。
$T%<'=u|E Gw\HL
]j#$. $q })u}PQ 在下面的图表中:
dfkTDG+ 透镜EPD=13.31 mm
~q%9zO' 截止频率=250 lp/mm
).`a-Pv 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
F vk:c- m_U6"\n 5
?g*T3S" bb_jD^ 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃
PY:#F|uHS` Fea\ eB
ImY*cW=M )BTs *7 j 则可以看到表面粗糙对MTF的影响:
_"Ke=v_5