描述 8ZzU^x
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+5#dbyr
yT 2vO_rH
建立系统 s'2y%E#
\O,j}O'
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。 su%Z{f)#
~.!?5(AH8z
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u"nxT
),)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。 "
gwm23Rpj
:az!H"4W/
BD?F`%-x
t2m ^
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。 ws na5D6i
5auL<Pq
?|gGsm+
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^JiaR)#r
EgCp:L{
mp muziH
XC57];-
Qdh"X^^
分析 W[@"H1bVH
rZb_1E<
这个系统的点扩散函数: v] W1F,u
• Log (Normal PSF) GR_p1 C\
• λ = 0.55 mm )sMAhk|
• 0.32 waves 3rd order spherical 1Qrm"TFo
• EPD = 10 mm P]{B^,E
• f/# = 9.68 Y^T-A}?`
点扩散函数如下图: Y!Usce
;e`D#khB
W8\PCXnsfl
%'$cH$%~J
g%Th_= qy
系统的点扩散函数是: mNGb}
lR
• Log (Normal PSF) l;.[W|
• λ = 0.55 mm pqRO[XEp2
• 1 wave 3rd order spherical ]JGKL5~p
• EPD = 13.31 mm Q';\tGy
• f/# = 7.27 pQ 4
%]Api
点扩散函数如下图: pIM*c6
2{jtQlc
+5N^TnBtBL
S"I#>^
演算 (UbR%A|v;
'Y,+D`&i)
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: tr#)iZ\
9`hpa-m@
0e[ tKn(
D>!v_v6
在这个等式中变量定义如下: g: H[#I
• 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) (\[jf39e
• 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) vr8J*36{
• Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx (2hk <
• Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); Cb!`0%G
• 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, ...) FE^?U%:u@
• 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) u|:UFz^p
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) VO\S>kw
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 SF78s:_!_
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 #8WR{
• Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) A3<P li
• λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) kV]%Q3t
• F == focal length(焦距) Vj9`[1}1Z
• D == entrance pupil diameter(入瞳直径) U?+3 0{hb
7.F& {:@_
比较 z[<pi:
iq[2H$
在下图中: reD[j,i&t.
透镜EPD=10mm ^*4(JR
截止频率=184lp/mm SWe!9Y$
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。 b ?=
uBd =x<c\
! X#3w-K
在下面的图表中: yF [@W<
透镜EPD=13.31 mm bb0{-T)1
截止频率=250 lp/mm ZJ{+_ax0K
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 U:T5o]P<
Z_hBd['!
fmT3Afl5c
<_FF~lj
杂散光对评价函数的影响
^.><t+tM
Yg:74; .
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 BLYk
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d/-0B<ts
FB^dp}
6A{s%v H
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: jv?aB
JUUF^/J