|
描述 'n\P S,[1R 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。 ,)TnIByM 4pelIoj 建立系统 ][#|5UK8L |QR9#Iv 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。 1;B&R89} @o#Yq
n3Y B&1E&Cv_8 8A::q ; 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。 L`wr~E2u q"S,<I<f nqTOAL9FF {9Ok^O 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。 ;kR=vv a0 PU&o1EF l]Ym)QP _2}~Vqb+ d%nX;w,
} *C fU$_5v4 >p;&AaXkoG Z#^|h0 ;+#Nb/M 分析 Rh$+9w 5v`lCu] 这个系统的点扩散函数: 3u+i • Log (Normal PSF) kd]CV7(7 • λ = 0.55 mm + 660/ e8N • 0.32 waves 3rd order spherical S;D]ym • EPD = 10 mm XJy.xI>; • f/# = 9.68 o61rTj 点扩散函数如下图: a'n17d& j+q) sX*L[3!vN 02NVdpo[wU E $W0HZ' 系统的点扩散函数是: x'OP0],# • Log (Normal PSF) .c @Y?..+ • λ = 0.55 mm {{>,c}O / • 1 wave 3rd order spherical [kckE-y • EPD = 13.31 mm >msQ@Ch • f/# = 7.27 P|p
X
F~ 点扩散函数如下图: '=\>n(%Q G]EI!-y &5z9C=]e I3'UrKKO 演算 jt9- v- 1wdc4> 为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: T\=#y 'O.f}m SS wi+L4v L%<]gJtrO 在这个等式中变量定义如下: %B1)m A; • Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) EE`[J0 ( • w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) vW!O("\7K< • Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx jAv3qMQA • Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); mpVD;)?JmM • the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) w:iMrQeJg • FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) >}2
,2 • if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) mO(Y>|mm • if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 ka ;=%*7T • if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 #b:YY^{g_ • Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ur=:Ha • λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) 4`fV_H.8 • F == focal length(焦距) ~gOZ\jm} • D == entrance pupil diameter(入瞳直径) UIg?3J}R ~-uf%= 比较 c#1kg@q@ `-R&4%t% 在下图中: Gm9 透镜EPD=10mm 7#oq|5 截止频率=184lp/mm b!Nr 图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 7/k7V) oSf`F1;)HQ TX@ed 在下面的图表中: eH!V%dX 透镜EPD=13.31 mm Bg zq 截止频率=250 lp/mm *//z$la 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 Li0+%ijM <sM_zoprc 72J=_d>+ 8 4reyA 杂散光对评价函数的影响 r$'.$k\ }LQV2 hKTG 增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 !$ii*} @,;h!vB*= UJ%.KU%Q} %zRuIDmv 则可以看到表面粗糙对MTF的影响: j8bA"r1 IMMsOl
|