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  • 在波前计算中OpticStudio如何进行采样

    作者:Zemax China 来源:投稿 时间:2018-05-31 17:51 阅读:7095 [投稿]
    这篇文章讲述了如何在基于波前的分析计算中进行采样,这类分析包括波前图(Wavefront Map)、点扩散函数(PSF)和调制传递函数(MTF)。

    可以看到峰值点在坐标(32,32)处,或者为(n/2,n/2)。

    OpticStudio通过自相关函数的边界1/(lambda*F/#)来确定三维FFT MTF的频率间隔,其中lambda为系统中最短的波长(如果我们计算的是多波长结果)。OpticStudio通过实际计算所有波长的截止频率和F数的乘积,并依据他们中最大的结果来缩放整个图表。其他波长的数据则会在光瞳空间中缩放,来使所有的PSF以同样的间距进行采样。将截止频率翻倍可以得到光学传递函数(OTF)的宽度(如上图为850.06 cycles/mm),然后将这一结果除以2*n(MTF计算时补零后的像素数量)得到采样点的间距。

    举例来讲,OTF的宽度为850.06 cycles/mm,采样点为32x32个。因此点间距为850.06/64 = 13.282 cycles/mm。三维FFT MTF图表的中心点位于坐标(n/2,n/2)=(32,32)处,在图表中对应频率为0的点。换言之,第32列像素对应X轴空间频率为0 cycles/mm的点。第33列对应空间频率为13.282 cycles/mm,34列对应空间频率为26.564 cycles/mm,之后以此类推。最后一列即第64列对应空间频率为32*13.282 = 425.03 cycles/mm。第一列对应空间频率为-31*13.282 = -411.748 cycles/mm。

    和PSF一样,三维FFT MTF图表的最左一列和最下一行为空白数据。因此,频率坐标轴左右两侧的数据并不是严格对称的(上下两侧也是如此)。但需要记住的是,每个数据是沿频率坐标系的“中心”对称的。如果在左或右(上或下)边缘考虑“半格像素”,则整个宽度确实为850.06 cycles/mm。有限大小的像素,其边缘覆盖了整个宽度,但每个像素(每列或每行)的中心坐标从两侧分别插入了半个像素的宽度。

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