Optische Präzisions-Asphärenlinsen aus Glas

So führen Sie eine wellenfrontbasierte Analyse und Berechnung durch, einschließlich Wellenfrontkarte, Punktspreizfunktion (PSF) und Modulationsübertragungsfunktion (MTF).Frage:Wo befindet sich die Mitte des Abtastgitters im Wellenfrontdiagramm und anderen Korrelationsanalysen?Zunächst betrachten wir die Wellenfrontfigur. Wellenfrontdaten sind die Grundlage vieler anderer Analysefunktionen von OpticStudio, wie etwa PSF, MTF und Kreis in Energie (Encircled Energy).Bei numerischen Berechnungen möchten wir die Symmetrie der Pupille beibehalten und die Position des Hauptlichts an einem tatsächlichen Punkt in der Mitte des Strahls halten. Außerdem müssen wir einen zentralen Punkt für den FFT-Algorithmus bestimmen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen wir den Mittelpunkt der Pupille im Pupillenraum (in verschiedenen Definitionen als Nahfeld oder Raumfeld bezeichnet) definieren, nämlich (n/2+1,n/2+1). Wenn Sie sich also das Wellenfrontdiagramm genau ansehen, sehen Sie, dass die Daten in der äußersten linken Spalte alle Null sind.Schauen wir uns also die PSF-Analyse an. PSF ist das Ergebnis des Wellenfrontquadrats nach der schnellen Fourier-Transformation. Die FFT PSFWir können sehen, dass die PSF um das Pixel in (n/2,n/2) zentriert ist, also um das Pixel in (16,16). Dies hängt mit der Berechnungsmethode der FFT und der Richtungsdefinition in OpticStudio zusammen. Wenn der Mittelpunkt des Rasters in einer Domäne (z. B. der räumlichen Domäne) n/2+1 ist, beträgt die Mittelpunktskoordinate in einer anderen Domäne (z. B. der Frequenzdomäne) n/2. Ein genauer Blick auf die folgende Abbildung zeigt, dass die Daten in der äußersten linken Spalte und der untersten Zeile leer sind.Bei der MTF-Berechnung ist MTF die Autokorrelationsfunktion der Wellenfront. Die Anzahl der Pixel ist üblicherweise doppelt so hoch wie die des Wellenfrontdiagramms (unabhängig von der Änderung der Koordinatenachsen). Daher ergänzt OpticStudio zur Berechnung von MTF zunächst 32 x 32 Datenpunkte mit Daten 0 auf 64 x 64 Datenpunkte und führt dann eine Selbstkorrelationsberechnung durch. Für die 3D-FFT-MTF (Oberflächen-FFT-MTF) quadriert OpticStudio die FFT vor der Welle und berechnet dann ihre FFT. Mit anderen Worten: MTF ist die Fourier-Transformation der PSF.Wir erhalten die folgenden Ergebnisse:Sie können sehen, dass der Spitzenpunkt bei der Koordinate (32,32) oder bei (n/2,n/2) liegt. OpticStudio ermittelt das Frequenzintervall der 3D-FFT-MTF mithilfe der Grenze der Autokorrelationsfunktion 1/(Lambda*F/#), wobei Lambda die kürzeste Wellenlänge im System ist (wenn wir das Ergebnis mehrerer Wellenlängen berechnen). OpticStudio berechnet die Grenzfrequenz aller Wellenlängen multipliziert mit der Anzahl der Fs und skaliert das gesamte Diagramm basierend auf ihren maximalen Ergebnissen. Andere Wellenlängen werden im Pupillenraum skaliert, damit alle PSF im gleichen Abstand abgetastet werden können. Die Grenzfrequenz kann durch die Breite der optischen Übertragungsfunktion (OTF) verdoppelt werden (über dem Diagramm 850,06 Zyklen/mm). Anschließend werden die Ergebnisse durch 2 * n geteilt (MTF berechnet die Anzahl der Pixel nach der Nullauffüllung), um den Abtastpunktabstand zu erhalten.Beispielsweise beträgt die Breite von OTF 850,06 Zyklen/mm und der Abtastpunkt ist 32 x 32. Der Punktabstand beträgt also 850,06/64 = 13,282 Zyklen/mm. Der Mittelpunkt des 3D-FFT-MTF-Diagramms befindet sich an der Koordinate (n/2,n/2)=(32,32), und die entsprechende Frequenz im Diagramm ist 0. Mit anderen Worten: Das Pixel der 32. Spalte entspricht einem Punkt auf der X-Achse mit einer Frequenz von 0 Zyklen pro mm. Spalte 33 entspricht einer Raumfrequenz von 13,282 Zyklen/mm, Spalte 34 entspricht einer Raumfrequenz von 26,564 Zyklen/mm usw. Die letzte Spalte, Spalte 64, hat eine entsprechende Raumfrequenz von 32*13,282 = 425,03 Zyklen/mm. Die erste Spalte entspricht einer Raumfrequenz von -31*13,282 = -411,748 Zyklen/mm.Wie bei PSF enthalten 3D-FFT-MTF-Diagramme in der äußersten linken Spalte und in der untersten Spalte Verhaltensleerraumdaten. Daher sind die Daten auf der linken und rechten Seite der Frequenzkoordinatenachse nicht streng symmetrisch (dasselbe gilt für die Ober- und Unterseite). Bedenken Sie jedoch, dass alle Daten entlang der „Mitte“ des Frequenzkoordinatensystems symmetrisch sind. Wenn Sie ein „Halbzellenpixel“ am linken oder rechten (oberen oder unteren) Rand betrachten, beträgt die gesamte Breite tatsächlich 850,06 Zyklen pro mm. Der Rand eines Pixels endlicher Größe deckt die gesamte Breite ab, aber die zentralen Koordinaten jedes Pixels (pro Spalte oder Zeile) werden von jeder Seite um ein halbes Pixel eingefügt.Wir vertreiben eine Vielzahl asphärischer optischer Komponenten im Großhandel, darunter Optische Präzisions-Asphärenlinsen aus Glas, Präzisions-Asphärenlinsen und mehr.