请教 光斑半径和MTF的关系

Mr.Li

请教 光斑半径和MTF的关系：

“边缘光线高度解”

快速聚焦（光斑半径）

     一直认为光斑半径小了，MTF自然就会高。图1是利用“边缘光线高度解”生成的弥散斑及其MTF和圈入能量分析图；图二是利用“快速聚焦（光斑半径）”形成的弥散斑及其MTF和圈入能量分析图。对比图一图二，图一弥散斑RMS半径及GEO半径都大于图二，但其MTF好像比图二更好。

     目前我自己的理解是：根据圈入能量分析图可以看出，在横坐标100um之前，“快速聚焦”模式下，比“边缘光线高度解”能量聚集快得多，对应MTF中，低频情况（4lp/mm附近）下“快速聚焦”模式MTF更好。至于后面（4lp/mm以后）“边缘光线高度解”模式MTF更好，无法给出解释。

     已知“边缘光线高度解”模式RMS半径及GEO半径都大于“快速聚焦”模式，从弥散斑来看，“边缘光线高度解”模式边缘部分绿蓝环带（色差）比“快速聚焦”模式弥散斑边缘绿蓝环带小。推测应该是这个导致了“快速聚焦”模式下，高频MTF急剧下降。

请社友们指点迷津，谢谢

VIVIAN

光斑半径和MTF不是完全线性相关，如果RMS半径接近衍射极限，光斑越小MTF越好，其他时候，MTF和综合像差有关，很可能波前优化光斑不好，但MTF很好，光斑最小但MTF值小。

Mr.Li

VIVIAN 发表于 2022-8-22 10:33
光斑半径和MTF不是完全线性相关，如果RMS半径接近衍射极限，光斑越小MTF越好，其他时候，MTF和综合像差有关 ...

何为综合像差。如我所举例中，只有0视场光线，没有轴外像差，因此所有的像差应当都体现在了弥散斑中吧。

sdnjyxr

我是这样认为的，在评价点列图的时候，我们的GEO和RMS半径只是宏观上给我们理解的一个评价指标，GEO和RMS大并不能说明他的分辨力就差，如果光斑都是中心强边缘弱的话，也许你的说法成立。但此图中，快速聚焦模式下，能量大部分聚集在80um外，，而边缘光线高度解在接近质心位置仍然具有相当一部分能量。所以虽然图1弥散斑大，但能量相对集中。图2弥散斑小，但相比图1，能量集中在外环的现象比较明显。
个人拙见，说的不合适的请指导一下哈。
另外，您的附图过于模糊，希望可以传一些清楚的图片哈。

Maxray

1.“光斑半径小，MTF不会太差”这句话一般来讲是没错的。但是深究一下是不完整的。MTF高的根本原因是光线收紧到一个致密的能量核，你可以理解成RMS Spot很小,当然RMS小不代表几何spot小。 所以你看energy circle来分析MTF原因是没错的。
2.你上下两种情况的energy circle图的横坐标尺度都不一样，建议调整成一样的再分析。你变成一样的就会发现，第二种情况在circle小的时候能量明显收敛更快，所以你看MTF在低频段也比第一种情况高。
3.至于为什么高频段低，你MTF评价显示的是 all wavelength吗？如果是，那么MTF就是包含多种波段的综合评价，你也说了第二种情况色差大，那就有可能导致高频段降的很快，因为spot大的波长会影响能量分布

VIVIAN

Mr.Li 发表于 2022-8-22 10:42
何为综合像差。如我所举例中，只有0视场光线，没有轴外像差，因此所有的像差应当都体现在了弥散斑中吧。
...

看图轴上蓝色光线聚焦有球差

Mr.Li

Maxray 发表于 2022-8-22 12:01
1.“光斑半径小，MTF不会太差”这句话一般来讲是没错的。但是深究一下是不完整的。MTF高的根本原因是光线收 ...

我将“边缘光线高度解”和“快速聚焦”两种模式下的“圈入能量分析”叠加到一张图进行分析

以及“边缘光线高度解”和“快速聚焦”两种模式下的“几何MTF”叠加到一张图进行分析（图太大无法上传）

我基本能理解你的意思了。从圈入能量分析曲线入手。在横坐标接近0 的地方，明显“边缘光线高度解”的圈入能量分析曲线斜率更大，也就是说在圆变小的情况下，“边缘光线高度解”的光斑能量更强，也就导致了高频情况下其MTF效果好。

Ninja

弥散斑rms小，只能说能量比较集中， geo小是整体尺寸小

想要mtf好，还得优化波前。弥散好但是波前没优化到位，mtf不可能好的。

斯蒂尔闻德

17941 发表于 2022-11-18 14:05
大哥您好，光斑半径和波前有关系吗？

这个估计得看波像差和PSF究竟是存在着什么样的关系了？刚论坛里有人发了相关的帖子发问了(具体的我也不懂，坐等大神详细分析。)