[已解决]所有波长MTF满足要求，但是单个波长MTF不满足要求，应怎么处理？

Lalio

波波爱吃大米饭 发表于 2024-5-27 11:06
想请问一下，为什么整体的好而单色的MTF差呢？是不是和mtf的计算方式有关，用几何mtf也是同样现象吗？或者 ...

您好，已经解决了，因为设计的是光谱仪系统，加了光栅之后评价整体波长的mtf没有意义，具体原理我也还要再理解一下。

ggy1004

Lalio 发表于 2024-5-27 10:44
借楼问一下，单个波长的MTF曲线很好，但是所有波长显示“数据太低 采样不准确”是怎么回事，这个问题困扰我 ...

这种一般就是像质太差了，可以看一下点列图，我上次出现这种情况是边缘视场像质很差，然后导致mtf计算不精准

是是佚

请问，选择所有波长时的衍射极限是怎么算的呀

无源一哥

Lalio 发表于 2024-5-27 10:44
借楼问一下，单个波长的MTF曲线很好，但是所有波长显示“数据太低 采样不准确”是怎么回事，这个问题困扰我 ...

采样那里 写大一点就有了  mtf太差  算出来的弥散点太少了 。。就显示这样

jianjie

波波爱吃大米饭 发表于 2024-5-27 11:06
想请问一下，为什么整体的好而单色的MTF差呢？是不是和mtf的计算方式有关，用几何mtf也是同样现象吗？或者 ...

我遇到一种情况出现了 lz 一样的模式, 像距用 M 去解算就容易三条 MTF 分离. 用波前就好

Lalio

jianjie 发表于 2025-1-21 16:53
我遇到一种情况出现了 lz 一样的模式, 像距用 M 去解算就容易三条 MTF 分离. 用波前就好
...

我自己也理解了下，因为光谱仪利用的是这种垂轴色差，所以理论上只能看单个波长的MTF。

Lalio

是是佚 发表于 2025-1-19 11:06
请问，选择所有波长时的衍射极限是怎么算的呀

看一下deepseek的回答是否能帮到你。

在Zemax中，衍射极限（Diffraction Limit）是衡量光学系统分辨率的一个重要参数，通常用**艾里斑（Airy Disk）**的尺寸来表示。衍射极限的计算基于光的波动性和光学系统的数值孔径（NA）或F数（F/#）。以下是详细的计算方法和步骤：

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一、衍射极限的基本概念

衍射极限是指由于光的波动性，即使是一个完美的光学系统，也无法将点光源成像为一个完美的点，而是形成一个有限大小的光斑（艾里斑）。艾里斑的尺寸决定了光学系统的分辨率。

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二、衍射极限的计算公式

衍射极限的计算公式取决于光学系统的参数（如波长、数值孔径或F数）。

1. 艾里斑的角半径（Angular Radius）

艾里斑的角半径（θ）由以下公式给出：

θ=1.22λDθ=1.22Dλ​

其中：

• λλ：光的波长（单位：米）。
• DD：光学系统的入瞳直径（单位：米）。
  
  

2. 艾里斑的线半径（Linear Radius）

在实际成像平面（如焦平面）上，艾里斑的线半径（rr）为：

r=1.22λ2NAr=1.222NAλ​

或

r=1.22λ⋅F/#r=1.22λ⋅F/#

其中：

• NANA：数值孔径（Numerical Aperture），NA=nsin⁡(θ)NA=nsin(θ)，nn为介质折射率。
• F/#F/#：F数（F-number），F/#=fDF/#=Df​，ff为焦距。
  
  

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三、在Zemax中计算衍射极限的步骤1. 设置波长

• 打开Zemax软件，进入System Data（系统数据）窗口。
• 在Wavelengths（波长）选项卡中，设置所需的波长（如可见光范围：486nm、587nm、656nm）。
  
  

2. 查看系统参数

• 进入System Explorer，查看光学系统的关键参数：
  
  
  • 入瞳直径（Entrance Pupil Diameter）。
  • 焦距（Effective Focal Length）。
  • F数（F/#）或数值孔径（NA）。
    
    

3. 计算衍射极限

• 使用F数计算：
  
  
  • 如果已知F数，使用公式：
    r=1.22λ⋅F/#r=1.22λ⋅F/#
  • 例如，波长λ=550nmλ=550nm，F/# = 4，则：
    r=1.22×550×10−9×4=2.684×10−6m=2.684μmr=1.22×550×10−9×4=2.684×10−6m=2.684μm
    
    
• 使用数值孔径计算：
  • 如果已知数值孔径（NA），使用公式：
    r=1.22λ2NAr=1.222NAλ​
  • 例如，波长λ=550nmλ=550nm，NA = 0.25，则：
    r=1.22×550×10−92×0.25=1.342×10−6m=1.342μmr=1.22×2×0.25550×10−9​=1.342×10−6m=1.342μm
    
    
  
  

4. 使用Zemax内置功能

• 打开Analysis > Spot Diagram（点列图）窗口。
• 在设置中选择“Diffraction Limit”选项，Zemax会自动计算并显示衍射极限。
• 查看点列图中的艾里斑尺寸，与计算结果对比。
  
  

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四、衍射极限的应用

• 分辨率评估：
  
  
  • 衍射极限决定了光学系统的最小可分辨距离（瑞利准则）。
  • 两个点光源的最小可分辨距离为艾里斑的半径。
    
    
• 系统优化：
  • 通过优化光学系统的F数或数值孔径，降低衍射极限，提高分辨率。
  • 使用更短的波长（如紫外光）也可以减小衍射极限。
    
    
• 像质评价：
  • 在Zemax中，通过比较实际点列图与衍射极限，评估光学系统的像差是否接近衍射极限。
    
    
  
  

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五、注意事项

• 介质折射率：
  
  
  • 如果光学系统在非空气介质中（如水中），需考虑折射率对数值孔径的影响。
  • 公式中的波长应为介质中的波长（λ介质=λ真空nλ介质​=nλ真空​​）。
    
    
• 多波长系统：
  • 对于多波长系统，需分别计算每个波长的衍射极限，或使用加权平均波长。
    
    
• 实际系统限制：
  • 衍射极限是理论值，实际系统可能因像差、制造误差等因素无法达到。
    
    
  
  

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通过以上方法和步骤，可以在Zemax中准确计算衍射极限，并用于光学系统的设计与优化。