教程4:性能分析

本教程将介绍OpticsViewer中可用于光学系统分析的一些强大功能,并解释如何使输出数据可视化,及如何与之交互。

作者 Alina Shmidt

简介

使用多种系统查看器和分析功能来研究光学设计的性能,并验证它是否满足设计规格

OpticsViewer包含可用于衡量系统性能的所有必要分析项,这些分析项在分析(Analyze)选项卡的下拉列表中。

Analyze drop-down

分析窗口提供的图形或文本数据都是根据镜头数据编辑器(Lens Data Editor)中输入的镜头系统数据计算得出的。分析窗口不改变镜头数据,只提供镜头系统性能各方面的评估信息

Field Curvature and Distortion

各分析窗口的用户界面和菜单栏均相同:

Toolbar

可以通过单击设置(Settings)图标展开对话框,控件中输入的各个参数会传递到计算中。点击保存(Save)、载入(Load)重置(Reset)按钮就会将默认设置保存、恢复或重置为“出厂”默认设置。如果

一个窗口的设置被保存,那么这个保存了的设置就成为每个未经过设置的文件的默认设置;你的选择会自动影响其他文件。

Settings

点击更新(Update)菜单项(在设置图标旁边)或用鼠标左键双击分析窗口中的任意位置,将使分析窗口重新计算分析结果。

Update

您还可以通过单击位于OpticsViewer窗口顶部的快速访问工具栏(Quick Access Toolbar)中的全部更新(Update All),使所有打开的窗口都进行更新。

Update all

在窗口中“更新”按钮的旁边有““复制(Copy)”、另存为(Save As)”和)“打印(Print)”图标。

Copy Save As Print

在分析窗口中的任一位置右键单击将显示下拉菜单。显示三维数据的分析窗口比显示二维数据图的选项更多。

Context Menu

可以通过一组注释工具对分析结果进行标注,包括编辑、方框、箭头、线和文本工具。

Annotation Tools

可以通过下图所示红色方框中的按钮锁定、解锁、复制、叠加窗口,以及改变其绘图分辨率。还可以打开或关闭窗口中的“窗口光标”。

Other Settings

在绘图区域,可以通过三种方式缩放感兴趣的部分:①点击鼠标左键,按住鼠标并在想放大或缩小的区域拖动它,②通过点击和拖动x轴和 y轴末端灰色的条框(见下图),③右击选择“坐标轴选项(Edit Axis Options)”。

Axis Options

文本(Text)选项卡可显示计算中用到的数据,这些数据可以全部或部分复制到剪贴板(通过高亮显示所需的部分并单击鼠标右键),或保存到文本文件中。

Text Tab

最常见的三种用于观察镜头性能的分析方法:点列图(Spot Diagram)、MTF图像模拟(Image Simulation)。

可以通过点击分析(Analyze)>标准点列图(Standard Spot Diagram)打开点列图。

Standard Spot Diagram

此分析显示了光学系统中一组光线追迹后的表面交点坐标。

Spot Diagram

可以通过点击分析( Analyze)>FFT MTF分析( Analyze)>惠更斯MTF(Huygens MTF)查看MTF数据,本例中查看的是FFT MTF。

FFT MTF

下图所示的分析显示了使用快速傅里叶变换(FFT)计算得到的调制传递函数(MTF)。MTF是描述系统分辨能力的量。

FFT MTF

可以通过点击分析(Analyze)>图像模拟(Image Simulation)打开图像模拟。

Image Simulation

此分析显示了通过光学系统看到的图像模拟结果,有助于了解镜头的性能,但不能用于定量分析

Image Simulation

除上述的分析功能之外,还有很多其他的分析选项可用于查看几乎所有的关于光学系统及其性能的信息。

KA-01881

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