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光学设计干货！关于图像模拟中的设置问题

2022-3-9 11:35| 发布者：Davis| 查看：2443| 评论：0|原作者: 光电资讯

摘要：本文介绍了在光学设计中图像模拟的设置问题，包括过采样、安全宽度、波长、像差、PSF、像素分辨率等方面，同时提到了Zemax光学设计软件及其最新版本OpticStudio 22.1的改进和新增功能。

关于光学设计中图像模拟中的设置问题，今天我们分享下用户问得多的一些设置！

1. Oversampling vs Guard band 过采样与安全宽度

它们都可以提高源位图的分辨率，或者换句话说，它们使用了不同的方法来达到增加单位视场对应像素数的目的。

过采样通过将一个像素复制成 2 个、4 个或更多相同的相邻像素，增加光源位图的像素分辨率，而安全宽度则通过重复倍增像素数，增加光源位图的像素分辨率，从而使原始图像周围出现黑色"安全宽度"。

当源位图具有低像素分辨率时，可以使用这两个选项; 如果点扩散函数与光源位图视场尺寸相比较大，则此功能特别有用。

2.Wavelength波长

如果选择“RGB”，则定义3 个波长，分别为红色波长定义0.606 微米、绿色波长 0.535 微米和蓝色波长 0.465 微米；不管当前波长定义如何，都是如此。如果选择“1+2+3”，则使用波长数据栏中当前定义的波长 1、2 和 3。对波长 3 使用光源位图的红色通道，对波长 2 使用绿色通道，对波长 1 使用蓝色通道。无论使用此选项定义的波长为多少，显示的图像都将为 RGB 格式。

3.Aberrations像差

当系统有衍射限制时，选择衍射，惠更斯PSF用于卷积。当系统以几何像差为主时，选择"几何"作为像差。

4.PSF X/Y点

PSF X/Y 点指定图像仿真在整个视野中计算的 PSF 函数数，并将其用于与源图像的卷积。对于这些格点之间的视场点，将使用插值 PSF。

根据系统视场范围内的性能变化相应地调整此数字。例如，如果您的PSF函数在整个视场范围内非常稳定，则可以使用较小的数字;但是，如果 PSF 大小从轴上到轴外变化很大，则应使用较高的 PSF 点。换句话说，整个视场内的性能变化越大，就越需要更多的PSF点来准确模拟结果。

很难说应该使用一个明确的数字，但我们建议从低数字开始，比如3x3或5x5，并查看PSF网格，看看从中心到边缘的PSF大小变化有多大。您选择的 PSF 点数将对ZUI终的模拟图像产生影响，这意味着您使用的 PSF 点越高，结果越准确，但这将以更长的计算时间为代价。因此，请根据系统视场范围内的 PSF 性能变化相应地选择此数字。

例如，下面我们将 PSF X/Y 点设置为 9x9，您可以清楚地看到 PSF 函数从中心到边缘的变化。这意味着ZUI终的模拟图像的边缘更加模糊，因为源图像将使用更大的点扩散函数进行卷积。在这样的系统中，选择 3x3 PSF 网格可能不足以准确模拟整个视场内的性能变化。较高的 PSF 点有助于获得更准确的结果。