FFT PST

快速傅里葉變換（FFT）算法廣泛應(yīng)用于許多光電系統(tǒng)的頻率分析中。從概念上講，F(xiàn)FT將一個(gè)空間上的分布分解為頻域上的分布。對(duì)于傅里葉光學(xué)的詳細(xì)講解請(qǐng)參考書(shū)籍《Introduction to Fourier optics》，在用戶手冊(cè)的“物理光學(xué)傳播（Physical Optics Propagation）”一章中也有對(duì)衍射理論的總結(jié)。兩份資料都介紹了菲涅爾和夫瑯禾費(fèi)衍射理論。

大多數(shù)光學(xué)系統(tǒng)都滿足基于夫瑯禾費(fèi)衍射理論的FFT PSF算法所必須的簡(jiǎn)化假設(shè)。其主要假設(shè)有：

F數(shù)足夠大使得標(biāo)量衍射理論成立

衍射PSF能量顯著區(qū)域遠(yuǎn)小于光學(xué)系統(tǒng)出瞳到像面的距離

出瞳相對(duì)入瞳沒(méi)有明顯畸變。這表示入瞳上均勻分布的光線在出瞳上也應(yīng)是合理的均勻分布

高采樣率以滿足準(zhǔn)確模擬PSF的要求

像面上的主光線和法線夾角很小

光學(xué)系統(tǒng)的FFT PSF是通過(guò)如下方法計(jì)算所得：一組呈網(wǎng)格狀分布的光線從點(diǎn)光源發(fā)出射向系統(tǒng)出瞳。OpticStudio會(huì)使用幅值和光程差計(jì)算每一根光線出瞳處波前網(wǎng)格上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的復(fù)振幅。經(jīng)過(guò)適當(dāng)縮放后該網(wǎng)格的快速傅里葉變換經(jīng)過(guò)平方得到PSF的實(shí)部值。如果計(jì)算是多波長(zhǎng)的，則PSF將進(jìn)行累加。想要計(jì)算序列模式系統(tǒng)的FFT PST，請(qǐng)?jiān)贠pticStudio的主菜單中選擇分析選項(xiàng)卡（Analysis）>點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF）> FFT PSF。示例文件牛頓望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的軸上視場(chǎng)的FFT PSF，如下圖所示，其分析設(shè)置參數(shù)稍后我們會(huì)做討論。

注意圖中相似的艾里斑波形。牛頓望遠(yuǎn)系統(tǒng)的軸上視場(chǎng)像差為零，如上圖所示這也是符合預(yù)期的結(jié)果。

為了生成如上圖所示的圖像，F(xiàn)FT PST的設(shè)置菜單應(yīng)該如下圖所示：