描述 Fn|gVR
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。 Y+-xvx
:
{nMAm/kyj
建立系统 BNucc']
Re=WfG
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。 [aqu}Su
0$P/jt
#kmh:P
lU2c_4
光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 7Z,/g|s}z
L;6.r3bL
;LwqTlJ*[L
Nt -<W+,
光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 -yx/7B5@
r':TMhzHq?
bGXR7u&K
my.`k'
slW3qRT\k
V'gw\mcb
f4('gl9
8im@4A+n`
wts:65~
8v92Ng7
分析 ~H6;I$e[
YJF#)TkF
这个系统的点扩散函数: RW7(r/C
• Log (Normal PSF) PX,rWkOce
• λ = 0.55 mm C !x/
^gw
• 0.32 waves 3rd order spherical n!ok?=(kQ
• EPD = 10 mm `,Vv["^ PB
• f/# = 9.68 FG-L0X
点扩散函数如下图: 3I=kr
NCS!:d:Ry
jUMf6^^
=U-r*sGLN
eiMH['X5
系统的点扩散函数是: {rH9grb
• Log (Normal PSF) EeQ5vqU
• λ = 0.55 mm f-RK,#^?,
• 1 wave 3rd order spherical Q9?t[ir
• EPD = 13.31 mm 8Jr?ZDf`
• f/# = 7.27 B|{I:[
点扩散函数如下图: 6XV<?
9q
":W%,`@$
>yK0iK{
0~gO'*2P
演算 `$RA< 3
DPDe>3Mi[
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: \NL+}cL/
1cJsj
i u]&;
h3G.EM:eG
在这个等式中变量定义如下: 7^e +
• 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) (!K_Fy@
• 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) CnF |LTi
• Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx MXh
"Y*}
• Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); K\.5h4k
• 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, ...) vA% ^`5
• 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) Sfjje4R
• if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) (M-ZQ
-
• if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 %Z]'!X
• if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 &<x@1,
• Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) ">jwh.
• λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) qoU3"8
• F == focal length(焦距) 30cd|
S?
• D == entrance pupil diameter(入瞳直径) MBr:?PE7
y9HK |
比较 Es5p}uh.[Y
]`=X'fED
在下图中: {U!uVQC'
透镜EPD=10mm 4rNL":"O
截止频率=184lp/mm rXi uwz\
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。 (Ye>Cp+]
`TKD<&oL
KpiF0K
在下面的图表中: W0`Gc
{
透镜EPD=13.31 mm - M5=r>1;
截止频率=250 lp/mm h1"zV6U
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 YoODR
?(zoTxD
(&\aA 0-}H
\k8rxW
杂散光对评价函数的影响 =([av7
Y}R}-+bD/
增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 LJzH"K[Gg6
adEJk
T~8
.9g
JcO08n
则可以看到表面粗糙对MTF的影响: |1=
!;.#
xycH~ ?