كيف يقوم Opticstudio بأخذ العينات في حساب الموجة الأمامية
Jun 22, 2018
كيفية أخذ العينات في التحليل والحساب القائم على Wavefront، بما في ذلك Wavefront Map ووظيفة انتشار النقطة (PSF) ووظيفة نقل التعديل (MTF).سؤال:أين يقع مركز شبكة العينة في الرسم البياني للموجة الأمامية وتحليل الارتباط الآخر؟أولاً، نلاحظ شكل الموجة الأمامية، وتشكل بيانات الموجة الأمامية الأساس للعديد من وظائف التحليل الأخرى في OpticStudio، مثل PSF وMTF والدائرة في الطاقة (الطاقة المحاطة).عند إجراء الحسابات العددية، نريد الحفاظ على تناسق الحدقة والحفاظ على موضع الضوء الرئيسي عند نقطة فعلية في منتصف الشعاع. نحتاج أيضًا إلى تحديد نقطة مركزية لخوارزمية FFT. من أجل تلبية هذه المتطلبات، نحتاج إلى تحديد مركز الحدقة في فضاء الحدقة (يُطلق عليه حسب تعريفات مختلفة المجال القريب أو مجال الفضاء)، أي (n/2+1، n/2+1). لذا عندما تنظر عن كثب إلى مخطط الموجة الأمامية، ترى أن البيانات الموجودة في العمود الأيسر كلها صفر.لذا دعونا نلقي نظرة على تحليل PSF. PSF هو نتيجة مربع الموجة الأمامية بعد تحويل فورييه السريع. FFT PSFيمكننا أن نرى أن PSF يتركز حول البكسل في (n/2,n/2)، وهو البكسل في (16,16). وهذا مرتبط بالطريقة التي يتم بها حساب FFT وتحديد الاتجاه في OpticStudio. عندما تكون نقطة مركز الشبكة هي n/2+1 في مجال واحد (مثل المجال المكاني)، فإن إحداثيات نقطة المركز في مجال آخر (مثل مجال التردد) هي n/2. يُظهر إلقاء نظرة فاحصة على الشكل أدناه أن البيانات الموجودة في العمود الأيسر والصف السفلي فارغة.في حساب MTF، تُمثل MTF دالة الارتباط الذاتي لواجهة الموجة، ويكون عدد البكسلات عادةً ضعف عدد البكسلات في رسم واجهة الموجة (بغض النظر عن تغيير محور الإحداثيات). لذلك، ولغرض MTF، سيُكمل OpticStudio أولًا نقاط بيانات 32x32 إلى 64x64 نقطة بيانات بالبيانات 0، ثم يُجري حساب الارتباط الذاتي. بالنسبة لـ 3d FFT MTF (Surface FFT MTF)، سيقوم OpticStudio بتربيع FFT قبل الموجة، ثم يحسب FFT الخاص بها. بمعنى آخر، MTF هو تحويل فورييه لـ PSF.نحصل على النتائج التالية:يمكنك أن ترى أن نقطة الذروة تقع عند الإحداثيات (32،32)، أو عند (n/2،n/2). يحدد OpticStudio الفاصل الترددي لـ 3d FFT MTF باستخدام حدود دالة الارتباط الذاتي 1/(lambda*F/#)، حيث lambda هو أقصر طول موجي في النظام (إذا حسبنا نتيجة الطول الموجي المتعدد). يحسب OpticStudio في الواقع تردد القطع لجميع الأطوال الموجية مضروبًا في عدد F، ويقيس الرسم البياني بالكامل بناءً على نتائجها القصوى. يتم قياس الأطوال الموجية الأخرى في مساحة الحدقة للسماح لجميع PSF بأخذ العينات على نفس المسافة. يمكن أن يكون عرض دالة النقل الضوئي (OTF) (فوق الرسم البياني 850.06 دورة/مم) لمضاعفة تردد القطع، ثم يتم تقسيم النتائج على 2 * n (حساب MTF لعدد وحدات البكسل بعد الحشو الصفري) للحصول على تباعد نقاط العينة.على سبيل المثال، عرض OTF هو 850.06 دورة/مم، ونقطة أخذ العينات هي 32x32. لذا فإن المسافة بين النقاط هي 850.06/64 = 13.282 دورة/مم. تقع نقطة مركز رسم FFT MTF ثلاثي الأبعاد عند الإحداثيات (n/2,n/2)=(32,32)، والتردد المقابل هو 0 في الرسم البياني. بمعنى آخر، يتوافق بكسل العمود 32 مع نقطة على المحور X بتردد 0 دورة لكل مم. يتوافق العمود 33 مع تردد فضائي يبلغ 13.282 دورة/مم، ويتوافق العمود 34 مع تردد فضائي يبلغ 26.564 دورة/مم، وهكذا. يحتوي العمود الأخير، العمود 64، على تردد مكاني مماثل يبلغ 32*13.282 = 425.03 دورة/مم. يتوافق العمود الأول مع تردد فضائي -31*13.282 = -411.748 دورة/مم.كما هو الحال مع PSF، تحتوي مخططات تحويل فورييه السريع متعدد المراحل (FFT MTF) ثلاثية الأبعاد على بيانات مسافات بيضاء في أقصى العمود الأيسر وأسفل السلوك. لذلك، فإن البيانات على الجانبين الأيسر والأيمن من محور إحداثيات التردد ليست متماثلة تمامًا (وينطبق الأمر نفسه على الجانبين العلوي والسفلي). ولكن ضع في اعتبارك أن كل بيانات متماثلة على طول "مركز" نظام إحداثيات التردد. إذا كنت تفكر في "بكسل نصف خلية" على الحافة اليسرى أو اليمنى (أعلى أو أسفل)، فإن العرض الإجمالي هو في الواقع 850.06 دورة لكل مليمتر. تغطي حافة البكسل ذي الحجم المحدود العرض بالكامل، ولكن يتم إدراج الإحداثيات المركزية لكل بكسل (لكل عمود أو صف) بمقدار نصف بكسل من كل جانب.نحن نبيع بالجملة مجموعة متنوعة من المكونات البصرية غير الكروية، بما في ذلك عدسات زجاجية كروية دقيقة بصريًاعدسات كروية دقيقة وأكثر.