光線(xiàn)數(shù)量和像點(diǎn)越多，PSF的分辨率和計(jì)算精度越高。但這會(huì)帶來(lái)計(jì)算時(shí)間的增加。

觀(guān)察惠更斯積分

觀(guān)察積分過(guò)程的一種方法是一次觀(guān)察一根光線(xiàn)的相干疊加結(jié)果。這可以通過(guò)在OpticStudio的非序列元件功能中設(shè)置相干探測(cè)器來(lái)完成。示例文件為HPSF_Integration.ZMX。

該示例文件包括一個(gè)橢圓光源、一個(gè)單透鏡和一個(gè)矩形探測(cè)器物體。光源在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生多條隨機(jī)光線(xiàn)。所有光線(xiàn)沿Z軸平行出射。光源模擬一束準(zhǔn)直光或無(wú)窮遠(yuǎn)的點(diǎn)光源。光線(xiàn)輸出條數(shù)設(shè)為20，分析光線(xiàn)的條數(shù)設(shè)為1。這將使系統(tǒng)在同一時(shí)刻只分析一條光線(xiàn)，我們會(huì)在后文中詳細(xì)討論。透鏡為一個(gè)簡(jiǎn)單的單透鏡，它用來(lái)將平行光很好的聚焦在探測(cè)器上。探測(cè)器屬性設(shè)置為吸收，像素?cái)?shù)量為120x120。

需要注意的是，探測(cè)器的第11個(gè)參數(shù)“PSF波長(zhǎng)模式（PSF Wave#）”設(shè)為1。

這一設(shè)置可以讓探測(cè)器計(jì)算相干惠更斯PSF的積分。每一根射到探測(cè)器上的光線(xiàn)都被轉(zhuǎn)換為局部平面波，該平面波照射探測(cè)器上的所有像素。隨后平面波在每一像素上的相干振幅，疊加到已探測(cè)的相干振幅上。這允許我們可根據(jù)需求每次只追跡一條光線(xiàn)，所以我們可以看到每一根單獨(dú)光線(xiàn)的疊加效果。

每次積分一根光線(xiàn)

接下來(lái)讓我們通過(guò)示例觀(guān)察這一積分過(guò)程，打開(kāi)示例文件HPSF_Integration，選擇分析選項(xiàng)卡（Analysis）- 光線(xiàn)追跡（Trace Rays）- 光線(xiàn)追跡控制（Ray Trace Control）。選中自動(dòng)更新（Auto Update）。點(diǎn)擊“追跡（Trace）”。由于光源只定義了一根分析光線(xiàn)，因此一根隨機(jī)的光線(xiàn)被追擊并且探測(cè)器更新當(dāng)前結(jié)果。再次點(diǎn)擊“追跡”，但注意不先點(diǎn)擊“清空探測(cè)器（Clear Detectors）”來(lái)追擊第二根光線(xiàn)。此時(shí)兩根光線(xiàn)的追跡結(jié)果將顯示出兩個(gè)傳播方向有一定夾角的平面波的干涉結(jié)果，探測(cè)器將顯示條紋圖案。由于光線(xiàn)的選取是隨機(jī)的，因此條紋圖案每次也不相同，因此探測(cè)器結(jié)果可能與下圖并不完全相同。